【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，特别涉及一种具有锂离子电池电芯热失控保护功能的核壳结构相变颗粒及其应用。
技术介绍
1、电芯作为动力电池包的重要组成部分，是纯电动车的供电单元。现有市场上供应的电芯，当出现电芯热失控时，极易引发安全隐患。
2、目前用于提高电池例如锂离子电池的安全性的传统的做法主要是通过在电解液中直接添加阻燃剂或者防过充添加剂等。如专利申请cn109449490a中通过在电解液中添加部分磺酸盐或者磷酸盐等来防止锂离子电池电芯燃烧，进行热失控的提前阻隔。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种具有锂离子电池电芯热失控保护功能的核壳结构相变颗粒及其应用，利用本专利技术提供的核壳结构相变颗粒能为抑制锂离子电池电芯热失控提供一种新的解决方案，利用该核壳结构相变颗粒能够有效抑制锂离子电池电芯的热失控反应，提升锂离子电池的安全性。
2、本专利技术为达到其目的，提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种具有锂离子电池电芯热失控保护功能的核壳结构相变颗粒，所述核壳结构相变颗粒包括外壳和被所述外壳包裹的内芯，所述外壳包括相变材料，所述内芯包括能够抑制所述锂离子电池电芯热失控的抑制剂。本专利技术的核壳结构相变颗粒能发挥抑制锂离子电池电芯热失控反应的作用，降低安全隐患，提升锂离子电池的安全性。
4、优选的，所述相变材料的相变温度为60-200℃，优选70-200℃，更优选70-150℃。满足上述相变温度的相变材料，在锂离子电池电芯正常使用时能稳定存在
5、进一步的，所述相变材料至少在所述锂离子电池电芯的温度低于所述相变温度时与所述锂离子电池电芯内的电解液是反应惰性的。采用这样的相变材料，在锂离子电池电芯正常使用时，对锂离子电池电芯的性能影响小。
6、一些实施方式中，所述相变材料选自石蜡、己二酸、松香，沥青、玻璃、聚合物中的一种或多种。采用这些相变材料，能够容易的获得所需相变温度的外壳。
7、优选的，所述抑制剂包括组分i、组分ii中的至少一种；所述组分i为含有带有孤对电子的氮原子的含氮化合物；所述组分ii为能够与锂离子电池电芯内的电解液中的酸性化合物反应产生弱酸的化合物。采用上述化合物为抑制剂，当其释放至电解液中时，能够很好的抑制锂离子电池电芯中的热失控反应，降低因锂离子电池电芯热失控而带来的安全风险。
8、一些实施方式中，所述含氮化合物选自含氮有机物、含氮无机物中的一种或多种。优选的，所述含氮有机物选自n-甲酰二甲胺、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基三氟乙酰胺、c2-c6的腈类化合物中的一种或多种；所述含氮无机物选自无机铵盐中的一种或多种。优选的，所述无机铵盐选自碳酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、亚硫酸氢铵、亚硫酸铵中的一种或多种；所述腈类化合物选自乙腈、丙腈、异丙腈、丁腈、丁二腈、已二腈中的一种或多种。采用优选的含氮化合物为抑制剂，能有效抑制锂离子电池电芯的热失控反应。
9、优选的，所述组分ii选自碱金属元素的碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐中的一种或多种。采用优选的组分ii为抑制剂，能有效抑制锂离子电池电芯的热失控反应。
10、一些实施方式中，所述抑制剂包括适用于所述锂离子电池电芯的阻燃剂。采用本专利技术的方式施加阻燃剂，能够更大程度的降低阻燃剂的添加对锂离子电池电芯正常使用性能的影响，同时有利于突破阻燃剂添加量的限制，根据需要在锂离子电池电芯内施加所需量的核壳结构相变颗粒，使得阻燃剂在热失控时能够发挥更有效的阻燃效果，降低热失控安全风险。
11、本专利技术还提供一种锂离子电池电芯，所述锂离子电池电芯中施加有上文所述的核壳结构相变颗粒。这样的锂离子电池电芯具有更高的安全性，能抑制因滥用等造成的热失控。
12、进一步的，所述核壳结构相变颗粒施加于所述锂离子电池电芯的内部空间中，且当所述核壳结构相变颗粒的外壳发生相变而破裂时，所述核壳结构相变颗粒释放的所述抑制剂能够与所述锂离子电池电芯中的电解液接触。通过在锂离子电池电芯的内部空间施加本专利技术的核壳结构相变颗粒，其能有效抑制热失控反应，降低安全风险。
13、进一步的，所述核壳结构相变颗粒的施加方式包括如下方式1)-3)中的一种或多种的组合：
14、1)施加于所述锂离子电池电芯的电解液中；
15、2)施加于所述锂离子电池电芯的电极表面；
16、3)施加于所述锂离子电池电芯的隔膜表面。
17、本专利技术的核壳结构相变颗粒施加方式灵活，施加工艺简便，且能发挥有效的热失控抑制作用。
18、本专利技术还提供一种包含上文所述的锂离子电池电芯的电池模组。该电池模组的电芯中，引入了本专利技术的核壳结构相变颗粒，具有更低的热失控安全风险。
19、本专利技术还提供一种包含有上文所述的电池模组的动力电池包。该电池包的电芯中引入了本专利技术的核壳结构相变颗粒，具有更低的热失控安全风险。
20、本专利技术还提供一种配置有上文所述的动力电池包的车辆。该车辆的动力电池包的电芯中引入了本专利技术的核壳结构相变颗粒，具有更低的热失控安全风险。
21、本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：
22、本专利技术提供的核壳结构相变颗粒施加于锂离子电池电芯内，能够起到锂离子电池电芯的热失控保护作用。在锂离子电池电芯因为滥用等因素造成温度升高而导致可能引发热失控时，当其温度升高至核壳结构相变颗粒中外壳的相变温度并导致外壳发生相变而破裂时，核壳结构相变颗粒中的抑制剂将向外释放；即，本专利技术的核壳结构相变颗粒在锂离子电池电芯正常使用时能自我隔离，而锂离子电池电芯处于因滥用等造成温度异常升高至能诱发外壳发生相变并导致外壳破裂时，能释放抑制剂以发挥锂离子电池电芯热失控保护功能。
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1.一种具有锂离子电池电芯热失控保护功能的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述核壳结构相变颗粒包括外壳和被所述外壳包裹的内芯，所述外壳包括相变材料，所述内芯包括能够抑制所述锂离子电池电芯热失控的抑制剂。
2.根据权利要求1所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述相变材料的相变温度为60-200℃，优选70-200℃，更优选70-150℃。
3.根据权利要求2所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述相变材料至少在所述锂离子电池电芯的温度低于所述相变温度时与所述锂离子电池电芯内的电解液是反应惰性的。
4.根据权利要求3所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述相变材料选自石蜡、己二酸、松香，沥青、玻璃、聚合物中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述抑制剂包括组分I、组分II中的至少一种；
6.根据权利要求5所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述含氮化合物选自含氮有机物、含氮无机物中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述含氮有机物选自N
8.根据权利要求7所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述无机铵盐选自碳酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、亚硫酸氢铵、亚硫酸铵中的一种或多种；
9.根据权利要求5所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述组分II选自碱金属元素的碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐中的一种或多种。
10.根据权利要求1-4任一项所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述抑制剂包括适用于所述锂离子电池电芯的阻燃剂。
11.一种锂离子电池电芯，其特征在于，所述锂离子电池电芯中施加有权利要求1-10任一项所述的核壳结构相变颗粒。
12.根据权利要求11所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述核壳结构相变颗粒施加于所述锂离子电池电芯的内部空间中，且当所述核壳结构相变颗粒的外壳发生相变而破裂时，所述核壳结构相变颗粒释放的所述抑制剂能够与所述锂离子电池电芯中的电解液接触。
13.根据权利要求12所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述核壳结构相变颗粒的施加方式包括如下方式1)-3)中的一种或多种的组合：
14.一种包含有权利要求11-13任一项所述的锂离子电池电芯的电池模组。
15.一种包含有权利要求14所述的电池模组的动力电池包。
16.一种配置有权利要求15所述的动力电池包的车辆。
...【技术特征摘要】
1.一种具有锂离子电池电芯热失控保护功能的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述核壳结构相变颗粒包括外壳和被所述外壳包裹的内芯，所述外壳包括相变材料，所述内芯包括能够抑制所述锂离子电池电芯热失控的抑制剂。
2.根据权利要求1所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述相变材料的相变温度为60-200℃，优选70-200℃，更优选70-150℃。
3.根据权利要求2所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述相变材料至少在所述锂离子电池电芯的温度低于所述相变温度时与所述锂离子电池电芯内的电解液是反应惰性的。
4.根据权利要求3所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述相变材料选自石蜡、己二酸、松香，沥青、玻璃、聚合物中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述抑制剂包括组分i、组分ii中的至少一种；
6.根据权利要求5所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述含氮化合物选自含氮有机物、含氮无机物中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的核壳结构相变颗粒，其特征在于，所述含氮有机物选自n-甲酰二甲胺、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基三氟乙酰胺、c2-c6的腈类化合物中的一种或多种；
8.根据权利要求7所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑鹏，马亚强，
申请(专利权)人：威马汽车科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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