CN112652859A - 阻燃结构及其制备方法、锂电池结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及储能技术领域，具体公开一种阻燃结构及其制备方法、锂电池结构。阻燃结构包括阻燃隔膜层和聚乙烯微球膜层，阻燃隔膜层包括有机聚合物层，以及设置于所述有机聚合物层内的阻燃剂；聚乙烯微球膜层包括聚乙烯微球和有机溶剂的混合物，设置于所述阻燃隔膜层的外表面。该阻燃结构应用于锂电池中时，在锂电池热失控过程中，锂电池仍然具有一定的放电容量，随着锂电池不断升温，阻燃结构中的聚乙烯微球膜层能够熔化覆盖在电池负极表面，阻断锂离子的传输，抑制热失控。当温度持续升高，阻燃隔膜层中的阻燃剂释放出来，使电解液不可燃，避免起火和爆炸，正负极材料依然能回收再利用，解决了资源浪费的问题。另外还兼容了电池的电化学性能。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域，特别是涉及一种阻燃结构及其制备方法、锂电池结构。
背景技术
锂离子电池目前已经占据了我国的电动汽车市场，也将大规模应用于电网储能市场，是解决目前能源问题的关键技术之一。然而频繁发生的电池起火爆炸事故，使热失控和热安全问题备受人们关注。
对于电池单体的热失控过程，首先发生的是负极表面的固态电解质膜的分解，然后是负极与电解液的反应与产热，隔膜的熔化，然后是正极材料的热失控，电解液的分解，以及电池的短路，电解液喷出最终引起电池的起火、甚至爆炸。面对该问题，目前尚未有良好的解决方案，因此，解决电池热失控和热安全问题是本领域中急需解决的问题之一。
发明内容
基于此，有必要针对电池热失控和热安全的问题，提供一种阻燃结构及其制备方法、锂电池结构。
一种阻燃结构，所述阻燃结构包括：
阻燃隔膜层，包括有机聚合物层，以及设置于所述有机聚合物层内的阻燃剂；
聚乙烯微球膜层，包括聚乙烯微球和有机溶剂的混合物，设置于所述阻燃隔膜层的外表面。
在其中一个实施例中，所述有机聚合物层包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物以及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的混合物。
在其中一个实施例中，所述阻燃剂包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯以及磷酸甲基二苯酯中的任意一种。
在其中一个实施例中，所述阻燃剂在所述阻燃隔膜层中的含量位于5wt％-30wt％之间。
在其中一个实施例中，所述聚乙烯微球在所述聚乙烯微球膜层中的含量位于5wt％-40wt％之间。
在其中一个实施例中，所述聚乙烯微球的载量位于5-20mgcm-2之间。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、分散有表面活性剂的水溶液、1-甲基-2吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮以及乙醇中的任意一种或多种的混合物。
一种阻燃结构的制备方法，所述阻燃结构的制备方法包括：
将有机聚合物和阻燃剂的混合物制成纤维结构的阻燃隔膜层；
在所述阻燃隔膜层的外表面涂覆聚乙烯微球和有机溶剂的混合物，形成聚乙烯微球膜层。
在其中一个实施例中，所述将有机聚合物和阻燃剂的混合物制成纤维结构的阻燃隔膜层的步骤包括：
将有机聚合物和阻燃剂按照预设重量比溶解于有机溶剂中，形成溶液；
通过静电纺丝工艺在预设电压下将所述溶液拉伸细化形成纤维，制成纤维结构的阻燃隔膜层。
一种锂电池结构，包括：
正极和负极；
阻燃结构，设置于所述正极和所述负极之间，所述阻燃结构包括阻燃隔膜层和设置于所述阻燃隔膜层外表面的聚乙烯微球膜层，所述阻燃隔膜层包括有机聚合物层和设置于所述有机聚合物层内的阻燃剂，所述聚乙烯微球膜层包括聚乙烯微球和有机溶剂的混合物。
上述阻燃结构，包括阻燃隔膜层和聚乙烯微球膜层，其中阻燃隔膜层包括有机聚合物层和设置于有机聚合物层内的阻燃剂，聚乙烯微球膜层包括聚乙烯微球和有机溶剂的混合物，聚乙烯微球膜层设置于阻燃隔膜层的外表面。该阻燃结构应用于锂电池中时，在锂电池热失控过程中，锂电池仍然具有一定的放电容量，随着锂电池不断升温，阻燃结构中的聚乙烯微球膜层能够熔化覆盖在电池负极表面，阻断锂离子的传输，进而抑制热失控。当温度持续升高，阻燃隔膜层中的阻燃剂释放出来，使得电解液不可燃，避免起火和爆炸，使得电池虽失效但其正负极材料依然能够回收再利用，解决了资源浪费的问题。同时，由于本申请并未如传统方法使用阻燃性电解液进行阻燃，而是采用上述阻燃结构，在解决热失控和热安全的问题的同时，还兼容了电池的电化学性能。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的阻燃结构的结构示意图；
图2为本申请实施例二提供的阻燃结构的制备方法的流程框图；
图3为本申请实施例二提供的阻燃结构的制备方法中步骤S20的流程框图；
图4为本申请实施例三提供的锂电池的结构示意图；
图5为室温下，本申请实施例三所提供的锂电池与普通电池的长循环性能比对图。
附图标记说明：
100、阻燃结构；101、阻燃隔膜层；1011、有机聚合物层；1012、阻燃剂；102、聚乙烯微球膜层；1021、聚乙烯微球；1022、有机溶剂；200、正极；300、负极；400、电解液。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
锂离子电池目前已经占据了我国的电动汽车市场，也将大规模应用于电网储能市场，是解决目前能源问题的关键技术之一。然而频繁发生电池起火爆炸事故，使热失控和热安全问题备受人们关注。特别是储能电池体系的经济性和安全性是储能体系能够推广的制约因素，储能体系电池数量庞大，单个电池的热失控容易引起模组和系统的热失控、起火甚至爆炸，其后果将是不可估量的。因此从单体电池的层面保障电池的安全性，有望获得本征安全性的储能系统。
对于电池单体的热失控过程，首先发生的是负极表面的固态电解质膜的分解，然后是负极与电解液的反应与产热，隔膜的熔化，然后是正极材料的热失控，电解液的分解，以及电池的短路，电解液喷出最终引起电池的起火、甚至爆炸。
面对上述问题，目前在电池材料体系比较确定的前提下，保障电池安全性的手段主要是从电解液着手。主要是使用阻燃性电解质、离子液体电解质、高浓度电解质等不易燃电解质。然而目前的阻燃电解液的效果虽然不错，但是其牺牲了电池的电化学性能。
因此，为了能够解决锂电池热失控和热安全的问题，同时又能保障锂电池的电化学性能，本申请提供了一种阻燃结构、阻燃结构的制备方法以及锂电池结构。
实施例一
参照图1，本实施例提供了一种阻燃结构100，该阻燃结构100包括阻燃隔膜层101和聚乙烯微球膜层102。
阻燃隔膜层101包括有机聚合物层1011以及设置于有机聚合物层1011内的阻燃剂1012。具体地，阻燃隔膜层101可以为壳核结构的纤维隔膜，有机聚合物层1011即为壳，有机聚合物内部的阻燃剂1012即为核。纤维结构可以通过静电纺丝制备工艺而成。当满足一定的高温条件，有机聚合物层1011熔化，其内部的阻燃剂1012释放出来，使该阻燃结构100所在的环境不起火不爆炸。
聚乙烯微球膜层102包括聚乙烯微球1021和有机溶剂1022的混合物，聚乙烯微球膜层102设置于阻燃隔膜层101的外表面。聚乙烯微球膜层102可以仅设置于阻燃隔膜层101的一侧外表面，也可以设置于阻燃隔膜层101的整个外表面。在制备聚乙烯微球膜层102时，将聚乙烯微球1021溶解于有机溶剂1022中，形成混合物，在聚乙烯微球1021的含量合适时，可形成稳定的悬浮液，在其含量保持一定时，该混合物具有可旋涂性，即可将该混合物涂覆于阻燃隔膜层101外表面，形成聚乙烯微球膜层102。
当外界环境达到一定的温度条件时，阻燃隔膜层101外表面的聚乙烯微球膜层102会预先熔化，当将该阻燃结构100应用于锂电池中时，聚乙烯微球膜层102熔化后覆盖于负极300表面，可以阻断高温条件下锂离子继续传输，进而达到抑制热失控的目的。
上述阻燃结构100，包括阻燃隔膜层101和聚乙烯微球膜层102，其中阻燃隔膜层101包括有机聚合物层1011和设置于有机聚合物层1011内的阻燃剂1012，聚乙烯微球膜层102包括聚乙烯微球1021和有机溶剂1022的混合物，聚乙烯微球膜层102设置于阻燃隔膜层101的外表面。该阻燃结构100应用于锂电池中时，在锂电池热失控过程中，锂电池仍然具有一定的放电容量，随着锂电池不断升温，阻燃结构100中的聚乙烯微球膜层102能够熔化覆盖在电池负极300表面，阻断锂离子的传输，进而抑制热失控。当温度持续升高，阻燃隔膜层101中的阻燃剂1012释放出来，使得电解液400不可燃，避免起火和爆炸，使得电池虽失效但其正负极材料依然能够回收再利用，解决了资源浪费的问题。同时，由于本申请并未如传统方法中使用阻燃性电解液进行阻燃，而是采用上述阻燃结构，在解决热失控和热安全的问题的同时，还兼容了电池的电化学性能。
在其中一个实施例中，有机聚合物层1011包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物以及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的混合物。例如选用聚乙烯吡咯烷酮，或聚乙烯醇，或聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的混合物，又或聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物，或聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。优选地，本实施例中选用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
在其中一个实施例中，阻燃剂1012包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯以及磷酸甲基二苯酯中的任意一种。例如选用磷酸三苯酯或磷酸三乙酯或磷酸甲基二苯酯等。优选地，本实施例中选用磷酸三苯酯或磷酸甲基二苯酯。
在其中一个实施例中，阻燃剂1012在阻燃隔膜层101中的含量位于5wt％-30wt％之间。在实际应用中，可以根据实际需求对阻燃剂1012的含量进行设定，例如5wt％或7wt％或15wt％或30wt％。优选地，本实施例中将阻燃剂1012的含量设置为7wt％-15wt％之间，可以为7wt％或10wt％或15wt％。
需要说明的是，阻燃剂1012越多，阻燃效果越好，但是阻燃剂1012是锂电池中的非活性物质，阻燃剂1012过多，电池的能量密度会下降。因此，在实际应用中需要综合考虑添加阻燃剂1012之后的自熄灭时间和能量密度。本实施例将阻燃剂1012的含量设置为7wt％-15wt％，可以在电池的能量密度和自熄灭时间之间达到较好的平衡。
在其中一个实施例中，聚乙烯微球1021在聚乙烯微球膜层102中的含量位于5wt％-40wt％之间。在实际应用中，可以根据实际需求设定所需的聚乙烯微球1021的含量，例如5wt％或20wt％或5wt％等。
优选地，本实施例中将聚乙烯微球1021的含量设定在10wt％-15wt％之间，可以为10wt％或12wt％或15wt％等。聚乙烯微球1021的含量在10wt％-15wt％之间内时，可以形成比较好的悬浮液，并且该液体比较稳定，用于旋涂时，可以涂布得比较均匀。
在其中一个实施例中，聚乙烯微球1021的载量位于5-50mgcm-2之间。优选地，聚乙烯微球1021的载量位于5-20mgcm-2之间。将聚乙烯微球1021的载量设置为5-20mgcm-2之间时，一方面能够确保在外界温度升高时，聚乙烯微球1021能够完整地覆盖在负极300的表面，另一方面用量控制的尽量少，以减弱聚乙烯微球1021的添加对锂电池整体能量密度的影响。
在其中一个实施例中，有机溶剂1022包括N-甲基吡咯烷酮、分散有表面活性剂的水溶液、1-甲基-2吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮以及乙醇中的任意一种或多种的混合物。例如N-甲基吡咯烷酮或分散有表面活性剂的水溶液或1-甲基-2吡咯烷酮和二甲基亚砜的混合物等。
优选地，本实施例中，有机溶剂1022选用N-甲基吡咯烷酮。
实施例二
本实施例提供了一种阻燃结构100的制备方法，参照图2，该阻燃结构100的制备方法包括以下步骤：
步骤S20、将有机聚合物和阻燃剂1012的混合物制成纤维结构的阻燃隔膜层101。
形成的阻燃隔膜层101为壳核结构的纤维隔膜，有机聚合物即为壳，有机聚合物内部的阻燃剂1012即为核。纤维结构可以通过静电纺丝制备工艺而成。当满足一定的高温条件，有机聚合物层1011熔化，其内部的阻燃剂1012释放出来，使该阻燃结构100所在的环境不起火不爆炸，避免热安全问题。
步骤S22、在阻燃隔膜层101的外表面涂覆聚乙烯微球1021和有机溶剂1022的混合物，形成聚乙烯微球膜层102。
具体地，首先形成聚乙烯微球1021和有机溶剂1022的混合物。本实施例中，首先将聚乙烯微球1021溶解于有机溶剂1022中，形成混合物，在聚乙烯微球1021的含量合适时，可形成稳定的悬浮液，在其含量保持一定时，该混合物具有可旋涂性。
然后通过旋涂法将聚乙烯微球1021和有机溶剂1022的混合物(即悬浮液)直接涂覆于阻燃隔膜层101的外表面。
优选地，在涂覆完后，还需进行干燥处理，具体地，干燥时间可以设定在24小时-72小时之间，干燥温度可以设定在20℃-60℃之间。
进一步优选地，干燥时间设定为20℃-40℃之间，干燥时间设定为24小时-32小时之间。选择尽量低的温度是为了减少干燥过程中的能耗，较高的干燥温度使得旋涂得到的膜会开裂，因此综合考虑选择20℃-40℃这个温度范围。同时也要尽量减少干燥的时间，以提高干燥的效率，因此综合考虑选择24小时-32小时这个时间范围。
当形成的上述阻燃结构100应用于锂电池中时，在锂电池热失控过程中，锂电池仍然具有一定的放电容量，随着锂电池不断升温，阻燃结构100中的聚乙烯微球膜层102能够熔化覆盖在电池负极300表面，阻断锂离子的传输，进而抑制热失控。当温度持续升高，阻燃隔膜层101中的阻燃剂1012释放出来，使得电解液400不可燃，避免起火和爆炸，使得电池虽失效但其正负极300材料依然能够回收再利用，解决了资源浪费的问题。同时，由于本申请并未如传统方法中使用阻燃性电解液400进行阻燃，而是采用上述阻燃结构100，在解决热失控和热安全的问题的同时，还兼容了电池的电化学性能。
在其中一个实施例中，参照图3，步骤S20，即将有机聚合物和阻燃剂1012的混合物制成纤维结构的阻燃隔膜层101的步骤包括：
步骤S201、将有机聚合物和阻燃剂1012按照预设重量比溶解于有机溶剂1022中，形成溶液。其中，预设重量比可以根据实际需求设定，可以为1:1的重量比。
步骤S202、通过静电纺丝工艺在预设电压下将溶液拉伸细化形成纤维，制成纤维结构的阻燃隔膜层101。具体地，可以将溶液装入带有精密针头的注射器中，使用高压电源施加高压，以预设速度推进注射器，将生成的电纺纤维收集在接地的目标物上。
在其中一个实施例中，步骤S201中，有机聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物以及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的混合物。例如选用聚乙烯吡咯烷酮，或聚乙烯醇，或聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的混合物，又或聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物，或聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。优选地，本实施例中选用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
在其中一个实施例中，步骤S201中，阻燃剂1012包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯以及磷酸甲基二苯酯中的任意一种。例如选用磷酸三苯酯或磷酸三乙酯或磷酸甲基二苯酯等。优选地，本实施例中选用磷酸三苯酯或磷酸甲基二苯酯。
在其中一个实施例中，步骤S201中，有机溶剂1022可以包括二甲基乙酰胺和丙酮的溶剂混合物。其中，二甲基乙酰胺和丙酮的质量比为4：6。
在一个具体示例中，将磷酸三苯酯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(分子量45.5万)以1:1的重量比溶解在二甲基乙酰胺和丙酮的溶剂混合物中(质量比4:6)，得到一种透明溶液。然后将溶液装入带有精密针头的注射器中，使用高压电源施加15kV的电压，以每小时0.4毫升的速度推进注射器，将生成的电纺纤维收集在一个约10厘米X10厘米的接地的目标垫子上。由此形成阻燃隔膜层101。
在其中一个实施例中，阻燃剂1012在阻燃隔膜层101中的含量位于5wt％-30wt％之间。在实际应用中，可以根据实际需求对阻燃剂1012的含量进行设定，例如5wt％或7wt％或15wt％或30wt％。优选地，本实施例中将阻燃剂1012的含量设置为7wt％-15wt％之间，可以为7wt％或10wt％或15wt％。
需要说明的是，阻燃剂1012越多，阻燃效果越好，但是阻燃剂1012是锂电池中的非活性物质，阻燃剂1012过多，电池的能量密度会下降。因此，在实际应用中需要综合考虑添加阻燃剂1012之后的自熄灭时间和能量密度。本实施例将阻燃剂1012的含量设置为7wt％-15wt％，可以在电池的能量密度和自熄灭时间之间达到较好的平衡。
在其中一个实施例中，步骤S22中，聚乙烯微球1021在聚乙烯微球膜层102中的含量位于5wt％-40wt％之间。在实际应用中，可以根据实际需求设定所需的聚乙烯微球1021的含量，例如5wt％或20wt％或5wt％等。
优选地，本实施例中将聚乙烯微球1021的含量设定在10wt％-15wt％之间，可以为10wt％或12wt％或15wt％等。聚乙烯微球1021的含量在10wt％-15wt％之间内时，可以形成比较好的悬浮液，并且该液体比较稳定，用于旋涂时，可以涂布得比较均匀。
在其中一个实施例中，聚乙烯微球1021的载量位于5-50mgcm-2之间。优选地，聚乙烯微球1021的载量位于5-20mgcm-2之间。将聚乙烯微球1021的载量设置为5-20mgcm-2之间时，一方面能够确保在外界温度升高时，聚乙烯微球1021能够完整地覆盖在负极300的表面，另一方面用量控制的尽量少，以减弱聚乙烯微球1021的添加对锂电池整体能量密度的影响。
在其中一个实施例中，有机溶剂1022包括N-甲基吡咯烷酮、分散有表面活性剂的水溶液、1-甲基-2吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮以及乙醇中的任意一种或多种的混合物。例如N-甲基吡咯烷酮或分散有表面活性剂的水溶液或1-甲基-2吡咯烷酮和二甲基亚砜的混合物等。优选地，本实施例中，有机溶剂1022选用N-甲基吡咯烷酮。
实施例三
本实施例提供了一种锂电池结构，参照图4，该锂电池结构包括正极200、负极300以及阻燃结构100。
阻燃结构100设置于正极200和负极300之间，阻燃结构100包括阻燃隔膜层101和设置于阻燃隔膜层101外表面的聚乙烯微球膜层102，阻燃隔膜层101包括有机聚合物层1011和设置于有机聚合物层1011内的阻燃剂1012，聚乙烯微球膜层102包括聚乙烯微球1021和有机溶剂1022的混合物。其中，聚乙烯微球膜层102可以设置于阻燃隔膜层101面对负极300的一侧外表面上，也可以设置于阻燃隔膜层101的全部外表面。
另外，锂电池结构中还具有电解液400，电解液400锂盐可以为LiPF6，溶剂可以为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲基乙基酯等中的两种或三种的混合物。
在锂电池热失控过程中，锂电池仍然具有一定的放电容量，随着锂电池不断升温，例如升温至120℃，阻燃结构100中的聚乙烯微球膜层102能够熔化覆盖在电池负极300表面，形成离子阻断膜，阻断锂离子的传输，进而抑制热失控。当温度持续升高，例如升温至160℃以上，阻燃隔膜层101中的阻燃剂1012释放出来，使得电解液400不可燃，避免起火和爆炸，使得电池虽失效但其正负极300材料依然能够回收再利用，解决了资源浪费的问题。同时，由于本申请并未如传统方法中使用阻燃性电解液400进行阻燃，而是采用上述阻燃结构100，在解决热失控和热安全的问题的同时，还兼容了电池的电化学性能。
本实施例和实施例一、实施例二属于同一发明构思，关于阻燃结构100的具体内容可以参照实施例一和实施例二中的具体描述，在此不再赘述。
另外，本申请中还包括对上述阻燃结构100的物理化学性质进行测试的过程，以及对利用该阻燃结构100组装的电池的电化学性能进行测试的过程。
测试上述阻燃结构100的物理化学性质：
(1)测试上述阻燃结构100和普通PP-PE-PP隔膜的可燃性，点燃之后观察燃烧的持续时间。
(2)测试上述阻燃结构100和普通PP-PE-PP隔膜在不同温度下隔膜的收缩性，主要在25℃、40℃、60℃、80℃、100℃和120℃下隔膜的收缩比。
测试利用该阻燃结构100组装的电池的电化学性能：
首先是室温下的长循环性能和倍率性能的比较。然后是上述阻燃结构100构成的电池与普通电池在不同温度25℃、40℃、60℃、80℃、100℃和120℃下的放电比容量。
根据测试可知，普通PP-PE-PP隔膜会持续燃烧，上述阻燃结构100会在短时间内熄灭。参照图5，在电池的电化学性能方面，上述阻燃结构100和普通隔膜在30圈之后的容量保持率差不多，即上述阻燃结构100不会对电池性能造成不利的影响，而常规的阻燃剂添加到电解液中都会对电池性能造成影响。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种阻燃结构，其特征在于，所述阻燃结构包括：
阻燃隔膜层，包括有机聚合物层，以及设置于所述有机聚合物层内的阻燃剂；
聚乙烯微球膜层，包括聚乙烯微球和有机溶剂的混合物，设置于所述阻燃隔膜层的外表面。
2.根据权利要求1所述的阻燃结构，其特征在于，所述有机聚合物层包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物以及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的阻燃结构，其特征在于，所述阻燃剂包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯以及磷酸甲基二苯酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的阻燃结构，其特征在于，所述阻燃剂在所述阻燃隔膜层中的含量位于5wt％-30wt％之间。
5.根据权利要求1所述的阻燃结构，其特征在于，所述聚乙烯微球在所述聚乙烯微球膜层中的含量位于5wt％-40wt％之间。
6.根据权利要求1所述的阻燃结构，其特征在于，所述聚乙烯微球的载量位于5-20mgcm-2之间。
7.根据权利要求1所述的阻燃结构，其特征在于，所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、分散有表面活性剂的水溶液、1-甲基-2吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮以及乙醇中的任意一种或多种的混合物。
8.一种阻燃结构的制备方法，其特征在于，所述阻燃结构的制备方法包括：
将有机聚合物和阻燃剂的混合物制成纤维结构的阻燃隔膜层；
在所述阻燃隔膜层的外表面涂覆聚乙烯微球和有机溶剂的混合物，形成聚乙烯微球膜层。
9.根据权利要求8所述的阻燃结构的制备方法，其特征在于，所述将有机聚合物和阻燃剂的混合物制成纤维结构的阻燃隔膜层的步骤包括：
将有机聚合物和阻燃剂按照预设重量比溶解于有机溶剂中，形成溶液；
通过静电纺丝工艺在预设电压下将所述溶液拉伸细化形成纤维，制成纤维结构的阻燃隔膜层。
10.一种锂电池结构，其特征在于，包括：
正极和负极；
阻燃结构，设置于所述正极和所述负极之间，所述阻燃结构包括阻燃隔膜层和设置于所述阻燃隔膜层外表面的聚乙烯微球膜层，所述阻燃隔膜层包括有机聚合物层和设置于所述有机聚合物层内的阻燃剂，所述聚乙烯微球膜层包括聚乙烯微球和有机溶剂的混合物。
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