锂电池阻燃剂主要类别及核心特性解析(汇总)

按作用特性，阻燃剂核心分为添加剂型与反应型两大类，主流品种包括卤系、磷系、氮系、硅系、硼系、金属氢氧化物及膨胀型阻燃剂。以下为各类别核心特性与阻燃机理的精简解析。

一、卤系阻燃剂

核心为溴系（BFR）、氯系（CFR）有机阻燃剂，广泛应用于木材、聚合物、天然纤维等材料。

阻燃机理以气相阻燃为主：燃烧时分解产生卤素自由基，捕捉燃烧链式反应中的高活性·OH、·H自由基；同时吸热分解降温，释放卤化氢气体稀释可燃气体与氧气，还可削弱聚合物分子间作用力，使材料受热流动带走热量。缺陷在于力学性能影响、回收难度大，且分解产物易造成环境与健康风险。

二、磷系阻燃剂

含磷化合物，分为有机磷（含磷二醇、磷酸酯等）与无机磷（磷酸盐、红磷等）两类，是卤系阻燃剂的重要替代方向。

核心机理为凝聚相阻燃：受热生成粘性磷酸/聚磷酸，覆盖材料表面形成保护层，同时促进材料脱水成炭，阻断热与物质传递。具备低毒、低烟、无卤/低卤、高效低用量等优势，应用潜力突出；但有机磷阻燃剂普遍存在相容性差、热稳定性不足、易挥发泄漏等问题。

三、氮系阻燃剂

以氮为核心阻燃元素，主要包括双氰胺、三聚氰胺、胍盐等，三聚氰胺应用最广。核心优势为低毒、低烟、阻燃效果优、腐蚀性气体释放少。

机理为气相稀释与链式反应阻断：燃烧分解产生N₂、NH₃、CO₂等不燃气体，稀释氧与可燃气体浓度；同时捕获燃烧自由基，中断链式反应。纯氮系阻燃效率有限，通常与磷系阻燃剂复配使用，或作为膨胀型阻燃剂组分发挥协同效应。

四、硅系阻燃剂

含硅化合物，分为有机硅与无机硅（硅酸盐、二氧化硅等）两类，发展起步较晚但关注度较高。具备阻燃性优异、流动性好、环境友好、耐热性强等特点。

阻燃机理为形成硅基保护层：热分解过程中原位生成非晶态二氧化硅，覆盖材料表面，阻止可燃产物挥发与热量传递。不仅可提升阻燃性能，还能改善材料加工性与力学性能，无卤低烟低毒的特性使其成为理想阻燃材料方向，已开发出二氧化硅、硅酸盐/聚磷酸铵复合体系等产品。

五、硼系阻燃剂

分为有机硼与无机硼两类，核心优势为低毒、热稳定性好、抑烟效果显著。

阻燃机理兼具凝聚相与气相作用：有机硼燃烧生成硼酐/硼酸，形成玻璃状熔体保护层；无机硼吸热分解释水稀释气体，同时有机硼可捕获自由基。通过玻璃状保护层阻断热质传递，实现阻燃效果，相比磷系阻燃剂无神经毒性风险，发展前景良好。

六、金属氢氧化物阻燃剂

典型无卤无机阻燃材料，主流品种为氢氧化铝（ATH）与氢氧化镁（MH）。

机理为吸热降温与气相稀释：受热分解吸热降低材料表面温度，释放水分子稀释可燃气体浓度，同时生成金属氧化物形成保护层。氢氧化铝阻燃性能优良，但需添加量超50%才能达优效阻燃，应用受限；氢氧化镁热稳定性、抑烟性更优，脱水温度更高，适用范围更广。整体存在阻燃效率偏低、高添加量易损害聚合物力学性能的缺陷，需精准控制添加量平衡阻燃性与力学性能。

七、膨胀型阻燃剂

源于防火涂料技术，分为化学膨胀型（氮磷复合体系）与物理膨胀型（膨胀石墨为主）两类。化学膨胀型核心组成为碳源（成炭剂）、酸源（脱水剂，如聚磷酸铵）、气源（膨胀剂，如三聚氰胺）。

机理为受热后形成蓬松封闭炭层：成炭剂在酸源作用下脱水交联成炭，气源分解产生气体使炭层膨胀，形成的多孔炭层阻断热传导与气体扩散（阻止外界氧气进入、内部可燃气体溢出），实现自熄。相比卤系与无机填充型阻燃剂，具备环保、高效、成本低等综合优势，开发应用潜力巨大。