[发明专利]自毁结构、电解液、电极、隔膜及电池

说明书

本申请涉及一种自毁结构、电解液、电极、隔膜及电池。自毁结构用于收纳于电池内。自毁结构包括第一壳体和化学抑制剂。第一壳体围构形成第一空间。化学抑制剂收纳于第一空间。化学抑制剂用于抑制电池热失控时的氧化还原反应，化学抑制剂的气化温度低于电池热失控的触发温度。电池在过充、过热和短路时，电池内部的氧化还原反应加速，产生大量的热量。自毁结构的整体温度升高。自毁结构内部的化学抑制剂的温度升高，气化体积膨胀。化学抑制剂冲破第一壳体并扩散到电池电解液。化学抑制剂用于阻断电池热失控时的氧化还原反应，从而遏制了电池的热失控，提高了电池的安全性。自毁结构对高比能量的锂离子电池的安全性设计具有重要的价值。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种自毁结构、电解液、电极、隔膜及电池。

背景技术

当对锂离子电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程)，嵌在负极碳层中的锂离子脱出。锂离子运动回到正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。

锂电池的安全性是动力电池最关注的问题之一。电池的安全性和电池组的设计、滥用条件有很大关系。对于单电池来讲，安全性除了和正极材料有关，与负极，隔膜以及电解液都有很大关系。锂电池的热失控是由于电池内部的氧化还原反应产热速率远大于散热速率。锂电池的热失控会导致爆炸，甚至危害生命安全。

锂离子电池的安全问题阻碍了其进一步地向低成本、高比能量化的发展，成为了大规模储能系统应用时的技术瓶颈。怎样才能提高锂离子电池的安全性是亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对怎样才能提高锂离子电池的安全性的问题，提供一种自毁结构、电解液、电极、隔膜及电池。

一种自毁结构用于收纳于电池内。所述自毁结构包括第一壳体和化学抑制剂。所述第一壳体围构形成第一空间。所述化学抑制剂收纳于所述第一空间。所述化学抑制剂用于抑制电池热失控时的氧化还原反应，所述化学抑制剂的气化温度低于电池热失控的触发温度。

在一个实施例中，所述化学抑制剂包括毒化剂。所述毒化剂包括使碳酸酯类电解液聚合的基团。

在一个实施例中，所述毒化剂包括使电池负极惰性化的基团。

在一个实施例中，所述毒化剂包括与活性氧或自由基结合的基团。

在一个实施例中，所述毒化剂至少包括胺类毒化剂或碳酸盐类毒化剂中的一种。

在一个实施例中，所述化学抑制剂还包括弥散剂。所述弥散剂的气化温度低于所述电池热失控的触发温度。

在一个实施例中，所述自毁结构还包括隔层。所述隔层设置于所述第一空间。所述隔层从所述第一空间中分隔出第二空间。所述毒化剂收纳于所述第一空间。所述弥散剂收纳于所述第二空间。

在一个实施例中，所述自毁结构还包括触发体。所述触发体与所述化学抑制剂接触。所述触发体用于引发所述化学抑制剂气化，且所述触发体的触发温度低于所述电池热失控的触发温度。

在一个实施例中，所述第一壳体为电极壳体或隔膜壳体。

一种电解液，所述电解液中有如上述任一实施例所述的自毁结构。

一种电极，包括电极壳体和如上述任一实施例所述的自毁结构，所述自毁结构设置于所述电极壳体的外表面。

一种隔膜，包括隔膜壳体和如上述任一实施例所述的自毁结构，所述自毁结构设置于所述隔膜壳体的外表面。

一种电池，包括电池壳体和如上述任一实施例所述的自毁结构，所述电池壳体围构形成第三空间，所述自毁结构收纳于所述第三空间。