一种电池热失控智能自保护电解质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电池热失控智能自保护电解质，包括聚合物、有机溶剂、电解质盐和添加剂，所述聚合物的质量百分比含量为1～20％，所述电解质盐的浓度为0.1～5mol/L。本发明专利技术还公开了电池热失控智能自保护电解质的制备方法，与现有技术相比，本发明专利技术利用聚合物溶解在咪唑类离子液体等中形成的聚合物凝胶具有低临界溶解温度、相分离、可逆的温度响应行为，基于此类聚合物复合体系，制备得到可逆温敏特性的电解质，以实现电池可逆温度调控功能，有效防止电池热失控危险行为的发生。电池热失控危险行为的发生。电池热失控危险行为的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种电池热失控智能自保护电解质及其制备方法


[0001]本专利技术涉及二次电池
，具体涉及一种电池热失控智能自保护电解质及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池和钠离子电池等二次电池的电化学储能器件的能量密度、功率密度和循环寿命等多种性能近年来已经获得显著提高，但其安全问题尚未得到有效解决。在快速充放电和短路、过充等不当使用的情况下，电化学储能器件内部的温度和压强快速升高，存在着火甚至爆炸的危险。建立智能化过热保护机制和温度感知智能调控功能，是锂电池
迫切的应用需要。
[0003]为实现电池对内外部环境温度变化的实时感知，以达到锂离子电池的温度智能化调控功能，需要从寻找合适的温度敏感智能材料入手。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电池热失控智能自保护电解质，具有可逆温敏特性，以实现电池可逆温度调控功能，有效防止电池热失控危险行为的发生。
[0005]本专利技术的目的通过如下技术方案达到：一种电池热失控智能自保护电解质，包括聚合物、有机溶剂、电解质盐和添加剂，所述聚合物的质量百分比含量为1
‑
20％，所述电解质盐的浓度为0.1
‑
5mol/L。
[0006]作为优选，所述聚合物选自聚丙烯酸酯类、聚烯烃类、聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)、纤维素类中的一种或几种。
[0007]作为优选，所述聚丙烯酸酯类为聚甲基丙烯酸酯类。
[0008]作为优选，所述聚合物选自式I
‑<br/>式VI中的一种或几种：
[0009][0010]作为优选，所述有机溶剂为离子液体和/或长链状醚类。
[0011]作为优选，所述离子液体为阳离子或阴离子，所述阳离子的结构式如式VII所示，所述阴离子的结构式如式VIII所示：
[0012][0013]作为优选，所述长链状醚类为三甘醇和/或四甘醇。
[0014]作为优选，所述聚合物的质量百分比为5～10％。
[0015]作为优选，所述电解质盐的浓度为0.5～1mol/L。
[0016]本专利技术的另一个目的在于提供一种电池热失控智能自保护电解质的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将聚合物和电解质盐在真空干燥后溶解于溶解液中，然后静置得到混合溶液；将有机溶剂、添加剂在真空下干燥后与得到的混合溶液混合，静置后在油浴中加热，最后在真空下干燥后得到电池热失控智能自保护电解质。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0018]1、本专利技术利用聚合物溶解在咪唑类离子液体等中形成的聚合物凝胶具有低临界溶解温度、相分离、可逆的温度响应行为，基于此类聚合物复合体系，制备得到可逆温敏特性的电解质，以实现电池可逆温度调控功能，有效防止电池热失控危险行为的发生；
[0019]2、本专利技术采用溶剂共溶
‑
蒸发法制备得到电池热失控智能自保护电解质将其应用到电池中，当电池工作温度高于临界点时，电解质发生相分离，附着在电池内部各组分上，阻断电池反应，当冷却后电池性能恢复正常性能，实现对电池的智能化安全控制。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1、实施例2、实施例4和实施例6的室温充放电曲线图；
[0021]图2为本专利技术实施例5、实施例6、实施例7和实施例8的室温充放电曲线图；
[0022]图3为本专利技术对比例在60℃、80℃、90℃、100℃和110℃下的充放电曲线图；
[0023]图4为本专利技术实施例6在60℃、70℃、80℃、90℃、100℃和110℃下的充放电曲线图；
[0024]图5为实施例6制得的电池热失控智能自保护电解质应用到电池中得到可逆性能比较图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0026]应注意到：相似的标记和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术的实施例的附图中设置有坐标系XYZ，其中X轴的正向代表前方，X轴的反向代表后方，Y轴的正向代表右方，Y轴的反向代表左方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。
[0028]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]本专利技术实施例提供一种电池热失控智能自保护电解质，包括聚合物、有机溶剂、电解质盐和添加剂，聚合物的质量百分比为1
‑
20％，优选质量百分比为5
‑
10％；电解质盐选自六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂中的一种或几种且所述电解质盐的浓度为0.1
‑
5mol/L，优选浓度为0.5
‑
1mol/L。
[0031]在具体实施方式中，聚合物选自聚丙烯酸酯类、聚烯烃类、聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)、纤维素类中的一种或几种。
[0032]在具体实施方式中，聚丙烯酸酯类为聚甲基丙烯酸酯类。
[0033]在具体实施方式中，聚合物选自式I
‑
式VI中的一种或几种：
[0034][0035]在具体实施方式中，有机溶剂为离子液体和/或长链状醚类。
[0036]在具体实施方式中，离子液体为阳离子或阴离子，阳离子的结构式如式VII所示，阴离子的结构式如式VIII所示：
[0037][0038]在具体实施方式中，长链状醚类为三甘醇和/或四甘醇。
[0039]在具体实施方式中，添加剂为常规锂离子电池电解质的添加剂，如专利号为CN200880114712.9中公开的添加剂。
[0040]本专利技术具体实施方式的另一个目的在于提供一种电池热失控智能自保护电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池热失控智能自保护电解质，其特征在于，包括聚合物、有机溶剂、电解质盐和添加剂，所述聚合物的质量百分比含量为1～20％，所述电解质盐的浓度为0.1～5mol/L。2.如权利要求1所述的电池热失控智能自保护电解质，其特征在于，所述聚合物选自聚丙烯酸酯类、聚烯烃类、聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)、纤维素类中的一种或几种。3.如权利要求2所述的电池热失控智能自保护电解质，其特征在于，所述聚丙烯酸酯类为聚甲基丙烯酸酯类。4.如权利要求1所述的电池热失控智能自保护电解质，其特征在于，所述聚合物选自式I
‑
式VI中的一种或几种：5.如权利要求1所述的电池热失控智能自保护电解质，其特征在于，所述有机溶剂为离子液体和/或长链状醚类。6.如权利要求5所述的电池热失控智能自保护电解质，其特征在于，所述离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢抒忻，夏兰，刘悦，廖锦华，孙卫，虞倩，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：