本发明涉及锂离子电池技术领域，涉及了一种阻燃凝胶陶瓷隔膜，还涉及了一种阻燃凝胶陶瓷隔膜的制备方法。
背景技术：
位于电池正负电极之间的隔膜，是影响电池安全性能的重要因素之一。隔膜的不仅保证正负电极的有效隔离，而且保证电池内部电子绝缘和离子的自由通行。
由于常规的聚乙烯(pe),聚丙烯(pp)隔膜难以满足人们对电池的电化学性能和安全性能的需求，因此市场上市场上推出涂覆陶瓷或涂覆pvdf的隔膜，增加隔膜吸液率，与电极的粘附性，改善电池的电化学性能和安全性能；但是仍然不能满足人们对安全性能的要求。
技术实现要素：
本发明的目的是：针对上述不足，提供一种阻燃凝胶陶瓷隔膜及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种阻燃凝胶陶瓷隔膜，其原材料组成包括：基膜、丙烯酸酯类单体、引发剂、交联剂、催化剂、溶剂、流平剂、分散剂、陶瓷粉体以及阻燃剂，其中各原材料的质量份分别为：丙烯酸酯类单体为5-30份，引发剂为0.1-0.3份，交联剂为1-8份，催化剂为0.05-1份，溶剂180-220份，流平剂为1-5份，分散剂为1-5份，陶瓷粉体为60-90份，阻燃剂为1-10份，
其中，所述基膜包括为多空刚性支撑材料，所述多孔刚性支撑材料包括无纺布、陶瓷多孔隔膜、玻璃纤维隔膜、pp、pe以及pp/pe复合隔膜中的一种；
所述丙烯酸酯类单体包括常规丙烯酸酯类单体和功能化的丙烯酸酯类单体；
所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、异丙苯过氧化氢、过氧化十二酰、过氧化二苯甲酰的一种或几种；
所述交联剂包括二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、赖氨酸二异氰酸酯(ldi)、tdi与三羟甲基丙烷的加成物、ipdi三聚体、缩二脲多异氰酸酯、hdi异氰酸酯、三官能团氮丙啶、乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的一种或者几种；
所述催化剂包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三亚乙基二胺、三乙胺、n,n-二甲基苄胺、n,n-二甲基十六胺、n,n-二甲基丁胺的一种或者几种；
所述溶剂包括水、丙酮、乙腈、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯中的一种或任意几种组合中的一种或几种；
所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷，聚醚硅氧烷中的一种或几种；
所述分散剂包括聚乙二醇、亚硅酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸胺、氢氧化四甲基铵、聚丙烯酸、聚丙烯、聚丙烯醇、聚丙烯酸钠中的一种或几种；
所述陶瓷粉体包含li7la3zr2o12(llzo)、lixla2/3-xtio3(llto)、li1+xalxti2-x(po4)3(latp)、lialo2(lao)、alooh、sio2、zro2、al2o3、batio3、tio2等其中的一种或者几种；
所述阻燃剂包括磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯、磷酸三(二溴丙基)酯等其中的一种或者几种。
所述常规丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙氧基乙氧基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯酸甲氧基乙酯中的一种或几种。
所述功能化的丙烯酸酯类单体主要是指含有羧基、或羟基、或环氧基、或醚氧基、或胺基的丙烯酸酯类单体；包括丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺的一种或几种。
一种阻燃凝胶陶瓷隔膜的制备方法，包括如下制备步骤：步骤一：制备凝胶前驱液a
将常规丙烯酸酯类单体、含功能化丙烯酸酯类单体、溶剂加入到反应釜中，搅拌均匀，通入惰性气体排出反应釜和物料中的氧气，并保持一定的压力，边搅拌边升温，待反应釜中的物料温度升到45℃-55℃时，加入0.1-0.3质量份的引发剂，然后升温到60℃-80℃开始计时反应，反应3-10小时，反应完成后冷却至25℃-35℃，出料备用，黏度在1000-10000cps。
步骤二：制备凝胶前驱液b
向制备好的凝胶聚合物前驱液a中加入1-8质量份的交联剂，0.05-1份的催化剂并搅拌均匀，25℃以下保存0-6小时，备用；
步骤三：制备凝胶前驱液c
将60-90份的陶瓷粉体添加到溶剂中，然后加入1-5份的分散剂，经过搅拌超声等，陶瓷粉体均匀分散到溶剂中，然后将分散好的陶瓷粉体加入到凝胶前驱液b,搅拌均匀得到凝胶前驱液c；
步骤四：制备凝胶前驱液d
将1-10份的阻燃剂以及1-5份的流平剂，加入凝胶前驱液c，经过搅拌使阻燃剂和流平剂均匀分散到凝胶前驱液c中，同时添加溶剂，调节凝胶前驱液的粘度，使粘度保持在200-1000cps，即得到凝胶前驱液d；
步骤五：制备阻燃凝胶陶瓷隔膜
将配制好的凝胶前驱液d涂布于基膜上，经50-70℃烘箱烘烤2-5分钟后收卷，30-50℃下熟化24-72小时，即可得到阻燃凝胶陶瓷隔膜。
与现有技术相比，本发明所达到的技术效果是：1、提高了吸液率；2、利用聚合后的胶体在电解液中溶胀把正极、负极与隔膜牢牢粘结在一起，极大改善了电池的界面；3、在电池受到外界冲击时，聚合后的胶体可以吸收电池产生的热量，降低电池冒烟、燃烧以及爆炸的风险；4、阻燃剂的添加可以进一步降低电池燃烧以及爆炸的风险。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：
一种阻燃凝胶陶瓷隔膜，其原材料组成包括：基膜、丙烯酸酯类单体、引发剂、交联剂、催化剂、溶剂、流平剂、分散剂、陶瓷粉体以及阻燃剂，其中各原材料的质量份分别为：丙烯酸酯类单体为15份，引发剂为0.15份，交联剂为4份，催化剂为0.3份，溶剂220份，流平剂为3份，分散剂为2份，陶瓷粉体为70份，阻燃剂为5份，
其中，所述基膜优选的为无纺布；
所述丙烯酸酯类单体包括常规丙烯酸酯类单体和功能化的丙烯酸酯类单体；其中，常规丙烯酸酯类单体优选为氧基乙氧基丙烯酸乙酯和苯乙烯，其中氧基乙氧基丙烯酸乙酯为8份，苯乙烯为6份；功能化的丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯，优选为1份；
所述引发剂优选为过氧化十二酰；
所述交联剂优选为甲苯二异氰酸酯(tdi)；
所述催化剂优选为辛酸亚锡；
所述溶剂优选为n-甲基吡咯烷酮；
所述流平剂优选为聚二甲基硅氧烷；
所述分散剂优选为柠檬酸胺；
所述陶瓷粉体优选为alooh；
所述阻燃剂优选为磷酸三(2-乙基己基)酯。
一种阻燃凝胶陶瓷隔膜的制备方法，包括如下制备步骤：步骤一：制备凝胶前驱液a
将8份氧基乙氧基丙烯酸乙酯，6份苯乙烯，1份丙烯酸羟乙酯、100份n-甲基吡咯烷酮加入到反应釜中，搅拌均匀，通入惰性气体排出反应釜和物料中的氧气，并保持一定的压力，边搅拌边升温，待反应釜中的物料温度升到50℃时，加入0.15质量份的过氧化十二酰，然后升温到75℃开始计时反应，反应8小时，反应完成后冷却至,30℃，出料备用，黏度在3000cps。
步骤二：制备凝胶前驱液b
向制备好的凝胶聚合物前驱液a中加入4份的甲苯二异氰酸酯(tdi)，0.3份的辛酸亚锡并搅拌均匀，25℃以下保存6小时，备用，
步骤三：制备凝胶前驱液c
将70份的alooh添加到120份的n-甲基吡咯烷酮中，然后加入2份的柠檬酸胺，经过搅拌超声等，alooh均匀分散到溶剂中，然后将分散好的alooh加入到凝胶前驱液b,搅拌均匀得到凝胶前驱液c；
步骤四：制备凝胶前驱液d
将5份的磷酸三(2-乙基己基)酯以及2份的聚二甲基硅氧烷，加入凝胶前驱液c，经过搅拌使磷酸三(2-乙基己基)酯和聚二甲基硅氧烷均匀分散到凝胶前驱液c中，同时添加溶剂，调节凝胶前驱液的粘度，使粘度保持在500cps，即得到凝胶前驱液d；
步骤五：制备阻燃凝胶陶瓷隔膜
将配制好的凝胶前驱液d涂布于无纺布上，经60℃烘箱烘烤3分钟后收卷，45℃下熟化30小时，即可得到阻燃凝胶陶瓷隔膜。
与现有技术相比，本发明所达到的技术效果是：1、提高了吸液率；2、利用聚合后的胶体在电解液中溶胀把正极、负极与隔膜牢牢粘结在一起，极大改善了电池的界面；3、在电池受到外界冲击时，聚合后的胶体可以吸收电池产生的热量，降低电池冒烟、燃烧以及爆炸的风险；4、阻燃剂的添加可以进一步降低电池燃烧以及爆炸的风险。
实施例二：
一种阻燃凝胶陶瓷隔膜，其原材料组成包括：基膜、丙烯酸酯类单体、引发剂、交联剂、催化剂、溶剂、流平剂、分散剂、陶瓷粉体以及阻燃剂，其中各原材料的质量份分别为：丙烯酸酯类单体为17份，引发剂为0.1份，交联剂为2份，催化剂为0.1份，溶剂210份，流平剂为3份，分散剂为1.5份，陶瓷粉体为60份，阻燃剂为3份，
其中，所述基膜优选的为陶瓷多孔隔膜；
所述丙烯酸酯类单体包括常规丙烯酸酯类单体和功能化的丙烯酸酯类单体；其中，常规丙烯酸酯类单体优选为丙烯酸丁酯，其中丙烯酸丁酯为5份；功能化的丙烯酸酯类单体为聚乙二醇丙烯酸酯和丙烯酰胺，其中聚乙二醇丙烯酸酯为10份，丙烯酰胺为2份；
所述引发剂优选为偶氮二异庚腈；
所述交联剂优选为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；
所述催化剂优选为三亚乙基二胺；
所述溶剂优选为碳酸乙烯酯；
所述流平剂优选为聚醚硅氧烷；
所述分散剂优选为聚乙二醇；
所述陶瓷粉体优选为sio2；
所述阻燃剂优选为磷酸三(二溴丙基)酯。
一种阻燃凝胶陶瓷隔膜的制备方法，包括如下制备步骤：步骤一：制备凝胶前驱液a
将5份丙烯酸丁酯，10份聚乙二醇丙烯酸酯，2份丙烯酰胺、130份碳酸乙烯酯加入到反应釜中，搅拌均匀，通入惰性气体排出反应釜和物料中的氧气，并保持一定的压力，边搅拌边升温，待反应釜中的物料温度升到45℃时，加入0.1质量份的偶氮二异庚腈，然后升温到60℃开始计时反应，反应4小时，反应完成后冷却至,30℃，出料备用，黏度在2000cps；
步骤二：制备凝胶前驱液b
向制备好的凝胶聚合物前驱液a中加入2份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，0.1份的三亚乙基二胺并搅拌均匀，25℃以下保存4小时，备用，
步骤三：制备凝胶前驱液c
将60份的sio2添加到80份的碳酸乙烯酯中，然后加入2份的聚乙二醇，经过搅拌超声等，sio2均匀分散到溶剂中，然后将分散好的sio2加入到凝胶前驱液b,搅拌均匀得到凝胶前驱液c；
步骤四：制备凝胶前驱液d
将3份的磷酸三(二溴丙基)酯以及3份的聚醚硅氧烷，加入凝胶前驱液c，经过搅拌使磷酸三(二溴丙基)酯和聚醚硅氧烷均匀分散到凝胶前驱液c中，同时添加溶剂，调节凝胶前驱液的粘度，使粘度保持在300cps，即得到凝胶前驱液d；
步骤五：制备阻燃凝胶陶瓷隔膜
将配制好的凝胶前驱液d涂布于陶瓷多孔隔膜上，经50℃烘箱烘烤5分钟后收卷，50℃下熟化24小时，即可得到阻燃凝胶陶瓷隔膜。
与现有技术相比，本发明所达到的技术效果是：1、提高了吸液率；2、利用聚合后的胶体在电解液中溶胀把正极、负极与隔膜牢牢粘结在一起，极大改善了电池的界面；3、在电池受到外界冲击时，聚合后的胶体可以吸收电池产生的热量，降低电池冒烟、燃烧以及爆炸的风险；4、阻燃剂的添加可以进一步降低电池燃烧以及爆炸的风险。
实施例三：
一种阻燃凝胶陶瓷隔膜，其原材料组成包括：基膜、丙烯酸酯类单体、引发剂、交联剂、催化剂、溶剂、流平剂、分散剂、陶瓷粉体以及阻燃剂，其中各原材料的质量份分别为：丙烯酸酯类单体为15份，引发剂为0.3份，交联剂为5份，催化剂为0.05份，溶剂180份，流平剂为2份，分散剂为2份，陶瓷粉体为60份，阻燃剂为5份，
其中，所述基膜优选的为玻璃纤维隔膜；
所述丙烯酸酯类单体包括常规丙烯酸酯类单体和功能化的丙烯酸酯类单体；其中，常规丙烯酸酯类单体优选为苯乙烯和丙烯酸甲氧基乙酯，其中苯乙烯为3份，丙烯酸甲氧基乙酯为10份；功能化的丙烯酸酯类单体为丙烯酸，其中丙烯酸为2份；
所述引发剂优选为异丙苯过氧化氢和过氧化二苯甲酰，其中异丙苯过氧化氢为0.2份，过氧化二苯甲酰为0.1份；
所述交联剂优选为三官能团氮丙啶；
所述催化剂优选为n,n-二甲基苄胺；
所述溶剂优选为碳酸甲乙酯；
所述流平剂优选为聚醚硅氧烷；
所述分散剂优选为聚乙烯吡咯烷酮；
所述陶瓷粉体优选为lialo2(lao)；
所述阻燃剂优选为磷酸三苯酯。
一种阻燃凝胶陶瓷隔膜的制备方法，包括如下制备步骤：步骤一：制备凝胶前驱液a
将3份苯乙烯，10份丙烯酸甲氧基乙酯，2份丙烯酸、80份碳酸甲乙酯加入到反应釜中，搅拌均匀，通入惰性气体排出反应釜和物料中的氧气，并保持一定的压力，边搅拌边升温，待反应釜中的物料温度升到55℃时，加入0.2质量份的异丙苯过氧化氢，然后升温到75℃开始计时反应，反应7小时，之后补加0.1份的过氧化二苯甲酰，继续反应2小时，反应完成后冷却至,30℃，出料备用，黏度在5000cps；
步骤二：制备凝胶前驱液b
向制备好的凝胶聚合物前驱液a中加入5份的三官能团氮丙啶，0.05份的n,n-二甲基苄胺并搅拌均匀，25℃以下保存5小时，备用，
步骤三：制备凝胶前驱液c
将60份的lialo2(lao)添加到100份的碳酸甲乙酯中，然后加入2份的聚乙烯吡咯烷酮，经过搅拌超声等，lialo2(lao)均匀分散到溶剂中，然后将分散好的lialo2(lao)加入到凝胶前驱液b,搅拌均匀得到凝胶前驱液c；
步骤四：制备凝胶前驱液d
将5份的磷酸三苯酯以及2份的聚醚硅氧烷，加入凝胶前驱液c，经过搅拌使磷酸三苯酯和聚醚硅氧烷均匀分散到凝胶前驱液c中，同时添加溶剂，调节凝胶前驱液的粘度，使粘度保持在400cps，即得到凝胶前驱液d；
步骤五：制备阻燃凝胶陶瓷隔膜
将配制好的凝胶前驱液d涂布于玻璃纤维隔膜上，经60℃烘箱烘烤4分钟后收卷，60℃下熟化48小时，即可得到阻燃凝胶陶瓷隔膜。
与现有技术相比，本发明所达到的技术效果是：1、提高了吸液率；2、利用聚合后的胶体在电解液中溶胀把正极、负极与隔膜牢牢粘结在一起，极大改善了电池的界面；3、在电池受到外界冲击时，聚合后的胶体可以吸收电池产生的热量，降低电池冒烟、燃烧以及爆炸的风险；4、阻燃剂的添加可以进一步降低电池燃烧以及爆炸的风险。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。