[发明专利]用于抑制锂离子电池热失控的涂料、涂层、正极片、负极片、隔膜和锂离子电池在审

专利信息
申请号: 202010690608.7 申请日: 2020-07-17
公开(公告)号: CN112029343A 公开(公告)日: 2020-12-04
发明(设计)人: 冯旭宁;王莉;何向明;欧阳明高;任东生 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: C09D101/28 分类号: C09D101/28;C09D127/12;C09D177/00;C09D123/12;C09D123/06;C09D7/65;H01M2/16;H01M4/13;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
代理公司: 北京华进京联知识产权代理有限公司 11606 代理人: 魏朋
地址: 10008*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 用于 抑制 锂离子电池 失控 涂料 涂层 正极 负极 隔膜
【权利要求书】:

1.一种用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,包括抑制剂颗粒、粘结剂和溶剂;

所述抑制剂颗粒为具有壳核结构的微球,包括外壳、包裹在内核中的毒化剂和弥散剂;

所述外壳由断裂拉伸强度为25MPa~85MPa的有机聚合物形成;

所述毒化剂通过与电池电解液或正负极中的化学物质反应以抑制电池热失控;

所述弥散剂具有在外部达到设定温度时,快速气化和膨胀并使得所述外壳被爆裂成碎以释放分散所述毒化剂的功能,且所述设定温度低于所述锂离子电池热失控的触发温度。

2.根据权利要求1所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述毒化剂和弥散剂均匀混合或者所述毒化剂和所述弥散剂中间通过隔离膜分开。

3.根据权利要求1所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述外壳有机聚合物的熔点为200℃~300℃。

4.根据权利要求1或3所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述有机聚合物包括氟树脂、聚酰胺、聚丙烯和聚乙烯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述毒化剂具有先于氧气与所述锂离子电池的负极材料发生反应的性质。

6.根据权利要求5所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述毒化剂为水凝胶或稀硫酸。

7.根据权利要求1所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述毒化剂具有阻断C、H自由基并结合锂离子的性质。

8.根据权利要求7所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述毒化剂为NaHCO3或KHCO3

9.根据权利要求1所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述毒化剂具有结合C、H或O自由基或抑制C、H或O自由基活性的性质。

10.根据权利要求9所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述毒化剂包括四氟乙烷、七氟丙烷、四氟戊烷、全氟戊烷、乙二胺、二苄胺中的一种或多种。

11.根据权利要求1所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述弥散剂包括硝酸胍、碳酸氢铵、二茂铁和硝酸铵中的一种或多种。

12.根据权利要求1所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料,其特征在于,所述抑制剂颗粒相对于所述涂料的质量百分含量为1%~5%。

13.一种由权利要求1~12任一项所述的用于抑制锂离子电池热失控的涂料形成的涂层。

14.一种锂离子电池正极片,其特征在于,包括:正极集流体、正极活性层以及如权利要求13所述的涂层,所述涂层设置在所述正极集流体和所述正极活性层之间。

15.一种锂离子电池负极片,其特征在于,包括:负极集流体、负极活性层以及如权利要求13所述的涂层,所述涂层设置在所述负极集流体和所述负极活性层之间。

16.一种隔膜,其特征在于,包括:多孔基底;以及如权利要求13所述的涂层,所述涂层设置在所述多孔基底的至少一个表面上。

17.一种锂离子电池,包括如权利要求14所述的正极片、如权利要求15所述的负极片以及如权利要求16所述的隔膜中的至少一种。

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