[发明专利]一种锂电池灭火填充材料添加剂制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池灭火填充材料添加剂制备方法，PEO基灭火添加剂的制备：按照质量比5：1的比例准确称量PEG和硅烷偶联剂，用适量THF作为溶剂溶解PEG和硅烷偶联剂，两者混合后在氮气的保护下反应。将上一步的产物过滤处理后和纳米二氧化硅水溶胶在氮气的保护下反应，反应产物离心处理。最后将上一步的产物和PPG反应。产物经过电子显微镜观察结果看出，产物反应均匀性很好，分散性及流动性都达到标准。这种新型高阻燃灭火添加剂易于合成，易于使用，低浪费，为有毒卤素阻燃剂提供更好的选择。

技术领域

本发明涉及本发明属于新材料领域，具体涉及一种锂电池灭火填充材料添加剂制备方法。

背景技术

锂电池能够自燃，随后会因为过热而发生爆炸。产生过热的原因包括电短路，快速放电，过度充电，制造缺陷，设计不良或机械损坏等等。过热会导致”热失控”过程的产生，也就是电池内部的放热反应会导致电池内部温度和压力以很快速率上升，从而将能量浪费掉。

一旦某个电池单元进入热失控状态，它会产生足够的热量，使得相邻的电池单元也进入热失控状态。随着每个电池单元轮流破裂并释放其内含物，就会产生一种反复燃烧的火焰。这就造成电池中的可燃性电解液发生泄漏，如果使用一次性锂电池，则还会释放可燃烧的锂金属。于是就会产生一个巨大的问题，这些火灾不能像“正常”火灾一样对待，需要开展有针对性的培训，防控规划，合理存储和建立灭火系统等。这些现实存在的问题、潜在风险需要尽可能降低或避免，给以有效解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池灭火填充材料添加剂制备方法，有效提升锂离子电池在使用过程的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种锂电池灭火填充材料添加剂制备方法，包括如下步骤：

1)制备PEO(聚氧化乙烯)基灭火添加剂：按照质量比例准确称量PEG(聚乙二醇)和硅烷偶联剂，所述PEG和硅烷偶联剂的质量比为5：1，用质量浓度为20％的THF(四氢呋喃)作为溶剂溶解PEG和硅烷偶联剂，两者混合后在氮气的保护下反应，在反应釜中反应4小时，搅拌福搅拌速度为70转/分钟，反应时间4小时，反应温度控制在60摄氏度；

2)将步骤1)的产物过滤处理，把未反应的硅烷偶联剂清除掉，留下产物PEG-硅烷偶联物后和纳米二氧化硅水溶胶在氮气的保护下反应，反应产物离心处理；

3)将步骤2)所得产品和聚丙二醇反应，二者在反应釜中搅拌反应2小时，所述搅拌福搅拌速度为70转/分钟；

4)将步骤3)所得溶液与甲基磷酸二甲酯按25％的质量分数比混合搅拌均匀；

5)性能测试：将产物放在工作站上进行交流阻抗测试、垂直燃烧测试、极限氧指数测试，得到界测试结构；

6)产物经过电子显微镜观察结果情况，产物反应均匀性很好，分散性及流动性都达到标准，反应效果理想。

作为一种改进，所述步骤2)中PEG-硅烷偶联物后和纳米二氧化硅水溶胶的液体体积比为20：1。

作为一种改进，所述步骤5)中将产物放在工作站主要装置为聚四氟乙烯模具。

采用磷酸酯类灭火添加剂来制备可以使全性大大提高，不漏液、高柔韧性、高物理化学稳定性，可以大量推广应用；电池安全可靠：在不影响聚合物力学性能的同时使聚合物具有阻燃作用，其阻燃的机理是聚合物燃烧后链段断裂，产生PO自由基，PO自由基能捕捉H自由基和OH自由基，在高分子材料的表面形成很稳定的碳化物，从而使材料隔绝了氧气，进而起到阻燃的作用电池在贮存和放电过程中无气体析出，安全性好；这种新型高阻燃灭火添加剂易于合成，易于使用，低浪费，为有毒卤素阻燃剂提供更好的选择。