2017100799747一种阻燃添加剂及其制备方法,锂电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN106785126B
(45)授权公告日2019.10.11
(21)申请号201710079974.7(56)对比文件
(22)申请日2017.02.15CN104466186A,2015.03.25,
CN105932200A,2016.09.07,
(65)同一申请的已公布的文献号CN104466186A,2015.03.25,
申请公布号CN106785126ACN105932200A,2016.09.07,
(43)申请公布日2017.05.31CN105542721A,2016.05.04,
(73)专利权人青岛大学CN105742733A,2016.07.06,
地址266071山东省青岛市市南区宁夏路CN101343782A,2009.01.14,
308号审查员李慧

(72)发明人石川宁新
(74)专利代理机构青岛联智专利商标事务所有
限公司37101
代理人纪丽丽
(51)Int.Cl.
H01M10/42(2006.01)
H01M10/058(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图10页
(54)发明名称
一种阻燃添加剂及其制备方法、锂电池
(57)摘要
本发明公开了一种阻燃添加剂及其制备方
法、锂电池，阻燃添加剂为核壳结构，包括阻燃剂
和包覆在阻燃剂外表面的有机物壳层、无机氧化
物壳层或者有机无机复合壳层；阻燃添加剂可通
过粘结剂涂覆在锂电池的正极、负极或隔膜表
面，或者阻燃添加剂添加在电解液中。阻燃添加
剂应用于锂电池时，阻燃剂不和锂电池的电解液
直接接触，因此阻燃剂不会对锂电池的性能造成
不良影响。可以根据电解液的燃烧温度来选择相
应的阻燃添加剂，使得阻燃添加剂的壳层的熔点
或者阻燃剂的气化温度小于电解液的燃烧温度，
在锂电池电解液的温度达到燃烧温度之前，使得
阻燃剂从壳层中释放出来，使得阻燃剂起到阻燃
作用，阻止锂电池燃烧或者爆炸，提高锂电池的
安全性。
CN106785126B
CN106785126B权利要求书1/2页

1.一种阻燃添加剂，其特征在于：
所述阻燃添加剂为核壳结构，包括阻燃剂和包覆在所述阻燃剂外表面的无机氧化物壳
层；
所述核壳结构的直径为0.1μm-5μm，所述无机氧化物壳层的厚度为0.01μm-1μm；
所述阻燃添加剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯（TEOS）和水混合均匀得到第二混合溶液，在第二混合溶液中加入十
六烷基三甲基溴化铵（CTAB）反应制备得到二氧化硅，将制备得到的二氧化硅高温烧结得到
空心二氧化硅；其中，第二混合溶液中正硅酸乙酯（TEOS）的质量分数为5%-20%，正硅酸乙酯
（TEOS）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的质量比为100:1，高温烧结温度为600℃-700℃；
(2)将磷酸三甲酯（TMP）与空心二氧化硅的混合物加热到100℃-200℃，在真空状态下
混合物反应得到产物，用氮甲基吡咯烷酮（NMP）清洗产物，得到壳层为无机氧化物壳层的阻
燃添加剂；其中，磷酸三甲酯（TMP）与空心二氧化硅的质量比为5:1。
2.如权利要求1所述的阻燃添加剂，其特征在于：
所述阻燃剂的质量分数为50%-95%。
3.如权利要求1所述的阻燃添加剂，其特征在于：
所述阻燃剂包括有机磷系阻燃剂、无机磷酸阻燃剂、含氮化合物阻燃剂、卤代碳酸酯类
阻燃剂和硅系阻燃剂中的一种。
4.如权利要求3所述的阻燃添加剂，其特征在于：
所述有机磷系阻燃剂包括磷酸三苯酯（TPP）、磷酸三甲酯（TMP）、磷酸三乙酯（TEP）、磷
酸三丁酯（TBP）、亚磷酸三甲基酯（TMPI）、三氟乙基磷酸酯（TFFP）、甲基磷酸二甲酯（TMMP）、
4-异丙基苯基二苯基磷酸酯（IPPP）、六甲氧基磷腈（HMPN）、三-(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯
(TFP)、二-(2,2,2-三氟代乙基)-甲基磷酸酯(BMP)、(2,2,2-三氟代乙基)二乙基磷酸酯
(TDP)、三-（2,2,2-三氟乙基）亚磷酸酯（TTFP）、六甲基磷酰三胺（HMPA）和二乙基(氰基甲
基)膦酸酯（DECP）中的一种；

所述无机磷酸阻燃剂包括磷酸铵（(NH4)3PO4）、磷酸铵钠（Na(NH5)PO4）、硫酸铵（(NH4)

2SO4）和聚磷酸铵（APP）中的一种；
所述含氮化合物阻燃剂包括三甲基乙酰胺（TMAC）、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、三烯丙基
异氰酸酯(TAIC)和乙二腈(AND)中的一种；
所述卤代碳酸酯类阻燃剂包括氟代碳酸酯、溴代碳酸酯、溴化环氧树脂和氯化石蜡中
的一种；
所述硅系阻燃剂包括聚硅氧烷、有机硅环氧树脂、乙烯基-3-（甲基乙基酮肟）硅烷
(VTMS)和甲基苯基二甲基二乙氧基硅烷(MPBMDS)中的一种。