[发明专利]一种用于提高锂电池安全性相变微胶囊的制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种用于提高锂电池安全性相变微胶囊的制备方法，其特征在于，采用以下步骤：1)将低熔点聚合物、高阻抗化合物分别分散在相同的溶剂中使之完全溶解得到溶液A、溶液B；2)将溶液A缓慢倒入溶液B中充分搅拌，搅拌均匀后加入引发剂使之交联固化形成低熔点聚合物为囊壁、高阻抗化合物为芯材的相变微胶囊前驱体溶液；3)将导电聚合物单体溶液缓慢倒入步骤2)中的相变微胶囊前驱体溶液中，充分搅拌后加入引发剂使导电聚合物单体在氧化作用下原位聚合在相变微胶囊前驱体上；4)将步骤3)制备物质进行处理。本发明当锂电池因为短路、过充以及受热等情况下，相变微胶囊的“皮”容易破裂，安全性更高。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种用于提高锂电池安全性相变微胶囊的制备方法。

背景技术

面对全球能源短缺、环境污染等问题，电动汽车成为一种重要的替代交通工具。锂离子电池作为电动汽车的主要动力来源，是电动汽车的关键部位之一，具有容量大、应用前景广阔以及环保无污染等优点。然而，锂离子电池也存在安全性问题，尤其在高温过充、过放、挤压、撞击和短路等情况下往往存在着火、爆炸等安全隐患。近两年，国内出现了多起电动汽车自燃事故，这引起人们对电动汽车安全性的高度关注。事故调查结果表明，多数事故的原因与电池安全性相关，而电池的热管理方式对电池的安全性有至关重要的影响。当电池达70℃～80℃到时，反应热占了电池总产热的很大比例。我们可以通过在正极材料、负极材料和电解液中加入惰性材料，增加锂离子电池的电阻，以减少电池内部热失控，但是过多的惰性材料，会影响正极材料和负极材料的容量密度，降低电解液中的电导率，而且惰性材料的安全改善效果不明显。

针对上述情况，CN201611063693.4提供了一种锂电池正极的安全添加浆料,通过将高纯氧化铝、氧化钛、氧化镁纳米组合改性，并利用包覆导电聚合物，合成的相变微胶囊分散于聚乙烯吡咯烷酮、二甲基亚砜溶液体系形成安全性浆料，用于正极材料可形成固溶体，稳定晶格，提高倍率性能和循环性能，提高热稳定性，提高循环性能和耐过充能力，有效防止电池工作过程中产热；同时锂离子电池温度上升至一定值时，导电聚合物急剧膨胀而阻断电子通路使整个电池内阻急剧上升，从而保证锂离子电池的安全。然而，该技术方案所采用的导电聚合物单体，如吡咯、吩噻、苯胺、苯撑乙烯，它们形成的聚合物膨胀系数低且熔点高，当电池达60℃～90℃到时，壁材无法破裂，内部的惰性材料也就不会起作用，所以对于电池内部热失控不会起到效果。

根据以上背景，锂电池的安全性和电池材料的放热反应有关，有效的控制电池内部的热积累有利于提高锂电池安全性。本发明提供一种当锂电池正常工作时，相变微胶囊可以当做导电剂分散在正极、负极材料和电解液中，当锂电池因为短路、过充以及受热等情况下，温度快速升高至60℃-90℃，相变微胶囊的“皮”更容易破裂，暴露出的芯材会瞬间增大正负极电阻，阻隔导电网络，防止安全事故的发生。本发明通过一定的制备方法将芯材用低熔点的聚合物和导电聚合物材料包覆起来形成相变微胶囊，添加到锂电池中，这样既可以避免惰性材料对锂电池正常工作的影响，也可以在电池温度失控时瞬间起到保护作用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池正常工作时，相变微胶囊可以当做导电剂，当锂电池因为短路、过充以及受热等情况下，相变微胶囊的“皮”容易破裂，从而瞬间增大正负极电阻、阻隔导电网络、防止安全事故发生的用于提高锂电池安全性相变微胶囊的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于提高锂电池安全性相变微胶囊的制备方法，采用以下步骤：

1)将低熔点聚合物、高阻抗化合物分别分散在相同的溶剂中使之完全溶解得到溶液A、溶液B；

2)将溶液A缓慢倒入溶液B中充分搅拌，搅拌均匀后加入引发剂使之交联固化形成低熔点聚合物为囊壁、高阻抗化合物为芯材的相变微胶囊前驱体溶液；