【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，特别是涉及一种阻燃复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池以其高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优势成为主流动力电池类型。然而，锂离子电池在能量密度、循环寿命、充电速率和安全性等方面仍面临一些挑战。特别是在不断追求更高能量密度和超快充电技术的情况下，火灾和爆炸等安全问题仍然是一个棘手的挑战。
2、传统技术中，车用动力电池的安全性主要依赖于电池管理系统（bms）、热管理系统、火灾控制和灭火系统、安全阀和断路器，以及开发高安全隔膜、电极材料、电解液等。其中，在锂离子电池的安全防护中，使用阻燃剂是一种有效的技术手段，但常常以牺牲电池电化学性能为代价。此外，一种先进的技术是将阻燃剂封装在胶囊中，当电池发生异常情况时，这些胶囊会破裂释放阻燃剂，具有可控释放等优点，同时可降低阻燃剂对电池电化学性能的负面影响。然而，现有技术中阻燃胶囊的颗粒形状存在一些问题，包括分散性差和释放不均一等。
技术实现思路
1、基于此，本申请一实施例提供一种阻燃复合材料及其制备方法和应用，通过控制聚合反应的ph，得到粒径均一且球形度高的阻燃复合材料，具有优异的分散性和释放一致性等特点。
2、第一方面，本申请提供一种阻燃复合材料的制备方法，所述制备方法包括：
3、将阻燃剂和聚合物单体于溶剂中混合制备反应体系，将所述反应体系于搅拌的条件下进行聚合反应，使至少一部分所述阻燃剂被包覆于聚合反应形成的聚合物内；其中，自所述聚合反应开始至结束，通过添加碱性调节
4、在一些实施方式中，在发生所述聚合反应之前或者在所述聚合反应过程中，通过控制如下条件中的至少一个来制备满足预设形态和/或预设尺寸要求的所述阻燃复合材料：
5、（1）控制所述碱性调节剂的添加量以使所述反应体系的初始ph达到预设ph要求；
6、（2）在聚合反应过程中，通过补加所述碱性调节剂保持所述反应体系的ph满足预设ph要求；
7、（3）所述反应体系中的所述聚合物单体是通过多次添加的方式引入，且在所述聚合反应过程中，通过控制所述聚合物单体的添加速度、添加时间间隔和每次添加量来控制所述阻燃剂的被包覆状态。
8、在一些实施方式中，所述将阻燃剂、聚合物单体与碱性调节剂于溶剂中混合包括：
9、分别制备第一溶液和第二溶液，所述第一溶液中包括所述阻燃剂，所述第二溶液包括所述碱性调节剂；
10、将所述第一溶液和所述第二溶液混合均匀，得到混合液；
11、于所述混合液中加入所述聚合物单体，制备所述反应体系；
12、可选地，所述第一溶液采用的溶剂包括乙醇。
13、可选地，所述第二溶液采用的溶剂包括去离子水。
14、在一些实施方式中，所述阻燃剂与所述聚合物单体的质量之比为1：（0.6~1.0）。
15、在一些实施方式中，所述聚合反应的温度为15℃~30℃，搅拌速度为200 rpm~1500rpm，时间为12h~24h。
16、在一些实施方式中，在所述聚合反应完成后对反应体系进行分离处理。
17、可选地，所述分离处理包括依次进行的离心、清洗和干燥。
18、在一些实施方式中，所述离心的转速为8000 rpm~9000 rpm，时间为2min~5min。
19、在一些实施方式中，所述干燥的温度为50℃~70℃，时间为4h~6h。
20、在一些实施方式中，所述阻燃剂包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、卤系阻燃剂、金属化合物阻燃剂和电解液固化剂中的至少一种。
21、在一些实施方式中，所述碱性调节剂包括三羟甲基氨基甲烷、磷酸盐缓冲液和碳酸氢盐缓冲液中的至少一种。
22、在一些实施方式中，所述聚合物单体包括盐酸多巴胺和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；或所述聚合物单体包括尿素和乙醛。
23、第二方面，本申请提供一种阻燃复合材料，所述阻燃复合材料包括阻燃剂以及包覆于所述阻燃剂表面的聚合物层；所述阻燃复合材料采用如第一方面所述阻燃复合材料的制备方法制备得到。
24、在一些实施方式中，所述阻燃复合材料的平均粒径为50nm~300nm。
25、在一些实施方式中，所述阻燃复合材料的球形度≥0.8。
26、在一些实施方式中，所述聚合物层的平均厚度为10nm~50nm。
27、在一些实施方式中，所述阻燃复合材料的粒径跨度≤0.8，所述粒径跨度=（d90-d10）/d50，d50为所述阻燃复合材料的d50粒径，d10为所述阻燃复合材料的d10粒径，d90为所述阻燃复合材料的d90粒径。
28、第三方面，本申请提供一种电池，所述电池包括如第二方面所述的阻燃复合材料。
29、与传统技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
30、本申请通过调控阻燃复合材料制备过程中的ph，能够实现聚合物单体均匀包覆阻燃剂，制得的阻燃复合材料颗粒尺寸小且粒度均一，球形度高，阻燃复合材料在电解液中的分散性更好，而且在热失控时阻燃复合材料能够同时释放阻燃剂，有效保证热失控的时效性，提高电池的安全性。
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1.一种阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.如权利要求1所述的阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，在发生所述聚合反应之前或者在所述聚合反应过程中，通过控制如下条件中的至少一个来制备满足预设形态和/或预设尺寸要求的所述阻燃复合材料：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将阻燃剂、聚合物单体与碱性调节剂于溶剂中混合包括：
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下条件中的至少一个：
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述聚合反应完成后对反应体系进行分离处理；
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述分离处理满足如下条件中的至少一个：
7.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下条件中的至少一个：
8.一种阻燃复合材料，其特征在于，所述阻燃复合材料包括阻燃剂以及包覆于所述阻燃剂表面的聚合物层；
9.如权利要求8所述的阻燃复合材料，其特征在于，所述阻燃复合材料满足如下条件中的至
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求8或9所述的阻燃复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.如权利要求1所述的阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，在发生所述聚合反应之前或者在所述聚合反应过程中，通过控制如下条件中的至少一个来制备满足预设形态和/或预设尺寸要求的所述阻燃复合材料：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将阻燃剂、聚合物单体与碱性调节剂于溶剂中混合包括：
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下条件中的至少一个：
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟峰，饶顺，高镇海，冯新浡，刘洁，张富民，彭嘉骏，施家伟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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