[发明专利]一种锂离子电池电解液及电池

说明书

本发明提供了一种电解液，包括锂盐、添加剂和有机溶剂，其中，所述添加剂为聚乙二醇‑聚丙二醇‑聚乙二醇。本发明还提供了一种电池，该电池使用本发明提供的电解液。本发明提供的电解液和电池，能够有效控制电池使用过程中可能出现的热失控现象，并且同时对电池本身性能的负面影响很小。

技术领域

本发明属于电池安全领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液及电池。

背景技术

随着人们对环境的重视程度越来越高，环保意识越来越强；作为替代传统燃油汽车的新能源车，其需求量也越来越大。但是，随着路面上新能源车数量的不断增加，安全性特别是作为新能源车动力源的动力电池的安全性，就变得越来越重要。

动力电池/锂离子电池中，由于使用了可燃的碳酸酯类电解液；在使用过程中，可能会因过充或者过放、或者由于在意外撞击下（特别是针刺等因素的影响下），造成单体电池内部反应加剧，使得电池内部温度升高，导致电池热失控、自然、爆炸等安全问题的出现。因此，如何提高电池在过充、过放或者极端条件下的安全性能，成为了限制电动汽车发展的一大难题。

一般情况下，动力电池上均设置有安全阀，在内部压力过大时，该安全阀会因内部压力而打开，释放电池内部的压力，提高电池的安全性。但是，在实际使用过程中，往往可能出现电池内部已经发生剧烈反应，而安全阀并没有被打开的情况；或者电池内部的剧烈反应，不能使得安全阀第一时间被打开，造成安全措施启动的延迟，都会对电池造成不利的影响。

现有技术中，部分做法是在电解液中添加阻燃添加剂，以阻止电池内部的燃烧；部分做法是在电池体系中引入受热分解并可以产生水的物质，在电池出现异常的情况下，让电池内部形成大量气体，从而辅助出发安全阀的打开。

但是，在电解液中添加阻燃添加剂的做法，由于阻燃添加剂具有较大的粘性，会严重影响到电解液的锂离子传输性能，进而降低锂电池的倍率性能等电化学表现。

而在电池体系中引入受热分解可以产生水的物质，此方法中，通常的做法是将该物质混合到正极或负极的浆料中，然后在涂覆到集流体上。由于这类物质都是非电化学活性的且电导率极低，因此会显著影响电池的能量密度；除此之外，该类物质通常采用的是结晶水化合物，会含有少量的吸附水，进而影响电解液体系，导致锂电池性能较差。该方法的弊端还在于，物质的分解对于电池内部的热响应较慢，无法及时抑制热失控。

发明内容

本发明为解决现有技术中的方案，虽然能一定程度上解决热失控问题，但是均会对电池本身的性能带来负面影响的技术问题，提供一种能够有效控制热失控现象，并且同时对电池本身性能的负面影响很小的电解液及电池。

本发明提供了一种锂离子电池电解液，包括锂盐、添加剂和有机溶剂，其中，所述添加剂为聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇。

在本发明中，当电池因过充、过放或针刺等导致其内部温度升高时，电解液中的添加剂聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇（PEO-PPO-PEO）会因受热而与锂盐及其分解物产生相互作用，反应后生成胶状物；而该新生成的胶状物会覆盖在正负极表面形成保护膜，急剧增大锂电池内阻，避免正负极直接接触，从而压制热失控，提高电池的安全性。同时，上述添加剂PEO-PPO-PEO的热响应温度一般在90℃-120℃，在一般常温下对电解液本身的性能影响较小，比如，常温下对电解液的电导率影响非常小。因此，本发明提供的电解液中，添加剂的加入，一方面能够很好的控制电池内部热失控现象，提高电池的安全性；另一方面，对电池本身性能的负面影响非常小，很好的解决了本发明背景技术中存在的技术问题。

此外，本发明提供了一种电池，包括壳体、容纳在壳体内的极芯以及电解液，该电解液为本发明提供的锂离子电池电解液。

附图说明

图1是实施例1-6和对比例1的针刺实验温度变化图。

图2是对比例1加热处理后的极片SEM图。