[发明专利]一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池

说明书

本申请提供一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池，属于电池技术领域。微胶囊包括囊壁和囊芯。囊壁由第一材料制成。囊芯由第二材料制成，第二材料包括具有阻燃性的硅树脂。囊壁在目标温度以下包覆囊芯，囊壁在目标温度以上破裂并使囊芯释放，且第一材料至少在目标温度以下不溶解于电解液。微胶囊分散于电池的电解液中，电池的电性能基本不会受到影响。当电池处于目标温度以上时，微胶囊的囊壁软化破裂，微胶囊会释放出其囊芯，具有阻燃性的硅树脂形成扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递阻止其继续反应，进而提高电池的高温安全性能。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池。

背景技术

由于锂离子电池具备较高的电压、能量密度和良好的循环性能，被越来越多的应用于电动汽车等的储能系统。

锂离子电池的工作效率受温度的影响较大，必须在合适的温度范围内，其性能才会处于最优状态。锂离子电池在充放电过程中会产生一定的热量，电池在充放电过程中自身温度会发生变化，主要表现为温度上升，尤其在大电流、高功率工作的情况下温度的升高会更明显。

现有的锂离子电池在其电解液中添加阻燃添加剂和耐高温添加剂以防止锂离子电池在高温中冒烟，甚至起火爆炸，该类型添加剂在电解液中一方面增加电解液的粘度降低电解液的活性，另一方面会对电池SEI膜的生成有较大的负面影响。

发明内容

本申请提供了一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池，其能够提高锂离子电池的高温安全性。

本申请的实施例是这样实现的：

在第一方面，本申请示例提供了一种微胶囊，用于分散于电池的电解液中，其包括囊壁和囊芯。

囊壁由第一材料制成。

囊芯由第二材料制成，第二材料包括具有阻燃性的硅树脂。

囊壁在目标温度以下包覆囊芯，囊壁在目标温度以上破裂并使囊芯释放，且第一材料至少在目标温度以下不溶解于电解液。

在上述技术方案中，本申请的微胶囊用于分散于电池的电解液中，分散有微胶囊的电解液的活性基本不会改变，微胶囊在电池正常工作时(即目标温度以下)不参与反应，电池的电性能基本不会受到影响。当电池处于目标温度以上时，微胶囊的囊壁软化破裂，微胶囊会释放出其囊芯，硅树脂形成扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递阻止其继续反应，进而提高电池的高温安全性能。

本申请的目标温度根据微胶囊囊壁熔化破裂的温度决定。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述电解液为锂离子电池的电解液。

可选地，电解液的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述第一材料包括聚苯乙烯或聚乙烯。第二材料包括甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂。

在上述示例中，聚苯乙烯或聚乙烯的最高使用温度为120～130℃，以聚苯乙烯或聚乙烯制作微胶囊的囊壁，当电池的温度大于120～130℃时，囊壁会软化破裂释放出内部具有阻燃性的囊芯。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的示例中，上述囊壁的厚度为1～2μm，囊芯的直径为10～15μm。

第二方面，本申请示例提供一种微胶囊的制备方法，其包括：将第一材料和第一溶剂混合得到第一混合液，将第一混合液与第二材料混合得到第二混合液，将第二混合液与第二溶剂混合得到第三混合液，将第三混合液烘干得到微胶囊。