[发明专利]一种具有过热自保护功能的固态电池

说明书

一种具有过热自保护功能的固态电池，属于电池领域，具体方案如下：一种具有过热自保护功能的固态电池，包括正极、负极和位于正极和负极之间的复合固态电解质，所述复合固态电解质包括固态离子导体材料和绝缘热胀材料。本发明主要是针对固态电池电解质不流动的特性，利用了绝缘的固体热胀材料在高温条件下发生体积膨胀的特点。当电池发生局部过热时，该局部区域对应的热胀材料发生体积膨胀，造成复合固态电解质内部离子传导阻抗急剧增大，使得电池内部电流大幅下降，避免继续发热，实现对电池在过热情况下的自保护作用，当电池温度降低时，热胀材料恢复到初始状态，该区域离子通路恢复。

技术领域

本发明属于电池领域，尤其涉及一种具有过热自保护功能的固态电池。

背景技术

目前包括动力电池在内的锂离子电池，在使用过程中存在着比较大的安全隐患，比如起火燃烧、爆炸等事件，相对而言，采用固态电解质的固态电池安全性可以得到明显改善。然而，固态电池依然存在热失控的风险，截止目前，针对固态电池的热失控的预防措施相对匮乏。

发明内容

本发明的目的在于解决固态电池过热带来的安全性问题，提供一种具有过热自保护功能的固态电池。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种具有过热自保护功能的固态电池，包括正极、负极和位于正极和负极之间的复合固态电解质，所述复合固态电解质包括固态离子导体材料和绝缘热胀材料。

进一步的，所述绝缘热胀材料占复合固态电解质的质量比为5％-50％。

优选的，所述绝缘热胀材料占复合固态电解质的质量比为20％-35％。

优选的，所述绝缘热胀材料包括热胀树脂、热胀橡胶复合材料、热胀塑料、有机玻璃中的至少一种。

进一步的，所述固态离子导体材料包括有机固态电解质、无机固态电解质或有机无机复合固态电解质。

优选的，所述固态离子导体材料包括固态锂离子导体材料、固态钠离子导体材料、固态钾离子导体材料、固态氯离子导体材料、固态氟离子导体材料或固态铝离子导体材料。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明主要是针对固态电池电解质不流动的特性，并且利用了绝缘的固体热胀材料在高温条件下发生体积膨胀的特点。当电池发生局部过热时，该局部区域对应的固态电解质片中的热胀材料发生体积膨胀，造成电解质间距变大甚至分离，导致固态电解质膜内部阻抗急剧增大，使得电池内部电流大幅下降，避免继续发热，实现对电池在过热情况下的自保护作用，当电池温度降低时，热胀材料恢复到初始状态，该区域离子通路恢复。

本发明所述的具有过热自保护功能的固态电池，不依赖于温度监测系统，只需在固态电解质片中添加适当的热胀材料，即可实现固态电池的过热自保护效果，大幅降低固态电池潜在的热失控风险。

附图说明

图1是本发明中所述的复合固态电解质截面示意图。

图2是本发明中所述的复合固态电解质局部受热区域的截面示意图。

图中：1.复合固态电解质，2.固态离子导体材料，3.绝缘热胀材料。

具体实施方式

下面结合附图1-2和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：

一种具有过热自保护功能的固态电池，包括正极、负极和位于正极和负极之间的复合固态电解质1，所述复合固态电解质1包括固态离子导体材料2和绝缘热胀材料3。