[發明專利]一種補鋰緩釋膠囊及其電解液和鋰離子電池

有效

• 申請號: 202011110472.4
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112366351B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 賈國文;馬俊青;苗力孝;朱振濤;劉磊;趙新新
• 申請（專利權）人: 山東海科創新研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 趙雪聰

本發明公開了一種補鋰緩釋膠囊及其電解液和鋰離子電池，屬于鋰離子電池電解液技術領域。所述補鋰緩釋膠囊，包括囊芯、第一層囊壁和第二層囊壁；囊芯為新型鋰鹽溶液；新型鋰鹽溶液為二氟磷酸鋰溶液、雙氟磺酰亞胺鋰溶液、二草酸硼酸鋰溶液和雙三氟甲烷黃酰亞胺鋰溶液中的一種或兩種；第一層囊壁為明膠改性氨基樹脂復合材料；第二次囊壁為丙烯酸酯聚合物。本發明提供的補鋰緩釋膠囊可以在電池的使用過程中，逐漸釋放內部的芯液，減少添加劑在電池體系中的部分副作用，且可以使添加劑長期作用于鋰離子電池體系內。同時還可以起到補充鋰離子損耗，進一步提高電池的循環使用壽命。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池電解液技術領域，具體涉及一種補鋰緩釋膠囊及其電解液和鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因具有比能量高、循環壽命長、自放電小等優點，被廣泛應用于消費類電子產品以及儲能與動力電池中。隨著鋰離子電池的廣泛應用，對電池的充電倍率、電池壽命及安全性能要求也越來越高。

目前，在鋰離子電池中廣泛應用的電解液包括導電鋰鹽六氟磷酸鋰和傳統的添加劑。然而上述電解液存在諸多的不足，特別是在長效循環性方面往往變現欠佳，這也是直接導致電池的使用壽命下降的原因。由于鋰離子電池在使用過程中，需要頻繁的進行充放電，在長期的充放電過程中，鋰鹽會隨著不斷的脫嵌，產生損耗，導致電池容量的下降，進而引起電池失效。新型鋰鹽添加劑可以起到補鋰并且增強壽命的作用。但新型鋰鹽添加劑在提升鋰離子電池性能的同時，也會引起一些負面反應，如由于二氟磷酸鋰的沉積成膜特性，二氟磷酸鋰在添加過多的情況下，會在電極表面形成較厚的沉積SEI膜，雖然SEI膜本身會保護電極不被破壞，但是由于鋰離子穿過較厚的SEI膜會降低傳導效率，進而對電池的性能造成破壞，所以添加的量是有限度的，而有限度的新型鋰鹽在長時間的循環過程中，會不斷的消耗掉。因此，如何控制鋰離子平衡和添加劑的長效作用，是本領域技術人員不斷研究的話題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種補鋰緩釋膠囊及其電解液和鋰離子電池，可以在電池的使用過程中，逐漸釋放內部的芯液，減少添加劑在電池體系中的部分副作用，且可以使添加劑長期作用于鋰離子電池體系內。同時還可以起到補充鋰離子損耗，進一步提高電池的循環使用壽命。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明提供了一種補鋰緩釋膠囊，包括囊芯、第一層囊壁和第二層囊壁；所述囊芯為新型鋰鹽溶液；所述新型鋰鹽溶液為二氟磷酸鋰溶液、雙氟磺酰亞胺鋰溶液、二草酸硼酸鋰溶液和雙三氟甲烷黃酰亞胺鋰溶液中的一種或兩種；所述第一層囊壁為明膠改性氨基樹脂復合材料；所述第二次囊壁為丙烯酸酯聚合物。

優選的，所述丙烯酸酯聚合物由丙烯酸酯單體共聚合成；所述丙烯酸酯單體包括丙烯腈、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種。

本發明提供了一種上述方案所述的補鋰緩釋膠囊的制備方法，包括如下步驟：

1)將氨基樹脂單體、甲醛類物質、明膠和水混合，將得到的混合液調節pH值至6.0～8.5，加熱至40～70℃保溫20～60min，得到明膠改性氨基樹脂預聚物溶液；

2)將新型鋰鹽溶液與所述步驟1)的明膠改性氨基樹脂預聚物溶液混合，升溫至40～60℃，調節pH值至3～5，將得到的調節pH后的混合液依次進行攪拌和靜置，明膠改性氨基樹脂預聚物溶液包覆在鋰鹽溶液表面，得到第一層包覆的膠囊；

3)將丙烯酸酯單體、引發劑、交聯劑與步驟2)的第一層包覆的膠囊混合，升溫至60～80℃反應2～5h，得到補鋰緩釋膠囊。

優選的，所述步驟1)中氨基樹脂單體的質量為囊芯質量的20～70％；所述甲醛類物質為氨基樹脂單體質量的15～120％；所述明膠為氨基樹脂單體質量的3～16％；所述步驟3)中丙烯酸酯單體的質量為囊芯質量的20％～40％。

優選的，所述氨基樹脂單體為三聚氰胺、尿素和苯基三聚氰二胺中的一種或幾種。