电池阻燃材料及其制备方法与流程

本发明涉及电池，尤其涉及电池阻燃材料及其制备方法。

背景技术：

1、电池阻燃材料是电池行业重要的材料之一，其可以防止电池过热或者发生短路等安全问题，保障电池的正常运行。电池在工作中，由于电池内部的化学反应会产生大量的热量，可能导致电池发生过热，甚至引发火灾等严重后果。电池阻燃材料可以有效的隔离电池内部和外部环境，防止火焰的蔓延和燃烧的加剧，提高的电池的安全性。尤其是在一些特殊的环境下，例如海洋工程、航空航天工程，由于使用环境的特殊性和环境的苛刻性，需要电池具备更高的安全性能，因此开发电池阻燃耐高温材料具有重要的现实意义。

2、相关技术中的电池阻燃材料通常可承受的温度通常是在150度以下，且只能短时间(比如30分钟)内起阻燃作用并保证尺寸无变化。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的电池阻燃材料及其制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电池阻燃材料制备方法，包括以下步骤：

3、s1、将碳粉以及粉末状的氧化钽按照摩尔比10:1-10:8均匀混合得到第一粉末，将所述第一粉末加热至第一温度后保温第一设定时间，再冷却形成纳米碳化钽；

4、s2、将所述纳米碳化钽与粉末状的纳米碳化铪按照质量比1:5-1:15均匀混合得到第二粉末，并将所述第二粉末溶解于第一溶剂中得到第一混合液，其中，第二粉末的质量分数可以为10％-20％；

5、s3、将氧化锆纤维分散于第二溶剂中得到第二混合液，其中氧化锆纤维的质量分数为10％-25％；

6、s4、将氧化铝纤维分散于第三溶剂中得到第三混合液；其中氧化铝纤维的质量分数为30％-45％；

7、s5、将所述第一混合液、所述第二混合液以及所述第三混合液混合并以第二温度加热第二设定时间，得到通过嵌体设置于载体形成互锁结构的电池阻燃材料，其中，所述嵌体包括所述纳米碳化钽以及所述纳米碳化铪；所述载体包括所述氧化锆纤维以及所述氧化铝纤维。

8、在一些实施例中，所述纳米碳化钽的直径为40纳米-200纳米。

9、在一些实施例中，所述纳米碳化铪的粒径为600纳米-900纳米。

10、在一些实施例中，所述氧化锆纤维的直径为10微米-50微米；

11、或，所述氧化锆纤维的长度为0.5厘米-2厘米。

12、在一些实施例中，所述氧化铝纤维的直径为20微米-60微米；

13、或，所述氧化铝纤维的长度为3厘米-6厘米。

14、在一些实施例中，第一溶剂、第二溶剂和/或第三溶剂包括水。

15、在一些实施例中，所述第一温度为1000-1800℃，第一设定时间为1-6小时；

16、所述第二温度为300～700℃，第二设定时间为1～2小时。

17、本发明还构造一种电池阻燃材料，通过本发明所述电池阻燃材料制备方法制得，包括载体以及嵌体；所述嵌体设于所述载体中并与所述载体形成互锁结构；所述嵌体包括纳米碳化钽、以及纳米碳化铪；所述载体包括交织设置的氧化锆纤维以及氧化铝纤维。

18、在一些实施例中，所述纳米碳化钽的直径为40纳米-200纳米；

19、和/或，所述纳米碳化铪的粒径为600纳米-900纳米；

20、和/或，所述氧化锆纤维的直径为10微米-50微米；

21、和/或，所述氧化铝纤维的长度为20微米-60微米。

22、在一些实施例中，所述氧化锆纤维的长度为0.5厘米-2厘米；

23、和/或，所述氧化铝纤维的长度为3厘米-6厘米。

24、实施本发明电池阻燃材料及其制备方法具有以下有益效果：采用本发明的电池阻燃材料制备方法制得的电池阻燃材料具有通过纳米碳化钽以及所述纳米碳化铪形成嵌体设置于交织设置的氧化锆纤维以及氧化铝纤维形成载体中形成的互锁结构，从而使得该电池阻燃材料具有阻燃时间长，可承受温度高的优点。该电池阻燃耐高温材料可以实现在650度酒精灯燃烧测试条件下12小时完全不燃，此外，该电池阻燃耐高温材料可以承受900度高温无尺寸变化。

技术特征：

1.一种电池阻燃材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电池阻燃材料制备方法，其特征在于，所述纳米碳化钽的直径为40纳米-200纳米。

3.根据权利要求1所述的电池阻燃材料制备方法，其特征在于，所述纳米碳化铪的粒径为600纳米-900纳米。

4.根据权利要求1所述的电池阻燃材料制备方法，其特征在于，所述氧化锆纤维的直径为10微米-50微米；

5.根据权利要求1所述的电池阻燃材料制备方法，其特征在于，所述氧化铝纤维的直径为20微米-60微米；

6.根据权利要求1所述的电池阻燃材料制备方法，其特征在于，第一溶剂、第二溶剂和/或第三溶剂包括水。

7.根据权利要求1所述的电池阻燃材料制备方法，其特征在于，所述第一温度为1000-1800℃，第一设定时间为1-6小时；

8.一种电池阻燃材料，通过权利要求1至7任一项所述电池阻燃材料制备方法制得，其特征在于，包括载体以及嵌体；所述嵌体设于所述载体中并与所述载体形成互锁结构；所述嵌体包括纳米碳化钽、以及纳米碳化铪；所述载体包括交织设置的氧化锆纤维以及氧化铝纤维。

9.根据权利要求8所述的电池阻燃材料，其特征在于，所述纳米碳化钽的直径为40纳米-200纳米；

10.根据权利要求8所述的电池阻燃材料，其特征在于，所述氧化锆纤维的长度为0.5厘米-2厘米；

技术总结本发明涉及电池阻燃材料及其制备方法，电池阻燃材料制备方法包括以下步骤：S1、将碳粉以及粉末状的氧化钽按照摩尔比10:1‑10:8均匀混合，加热至第一温度后保温第一设定时间，再冷却形成纳米碳化钽；S2、将纳米碳化钽与粉末状的纳米碳化铪按照质量比1:5‑1:15均匀混合，并溶解于第一溶剂中得到第一混合液，第二粉末的质量分数可以为10％‑20％；S3、将氧化锆纤维分散于第二溶剂中得到第二混合液，氧化锆纤维的质量分数为10％‑25％；S4、将氧化铝纤维分散于第三溶剂中得到第二混合液；氧化铝纤维的质量分数为30％‑45％；S5、将第一混合液、第二混合液以及第三混合液混合并以第二温度加热第二设定时间，形成互锁结构的电池阻燃材料，其具有阻燃时间长，可承受温度高的优点。技术研发人员：李尹庆,张磊磊,刘安彪,崔庆受保护的技术使用者：东莞市鸿德电池有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18