[發明專利]一種耐撞擊電解液、鋰離子電池、電池包及車輛

在審

• 申請號: 202210239153.6
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114824470A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 高華文;姜濤;趙光宇;胡景博;翟喜民
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張巖

本發明提供一種耐撞擊電解液、鋰離子電池、電池包及車輛，通過在電解液中添加聚氯乙烯顆粒、碳酸鈣顆粒、聚甲基丙烯酸甲酯顆粒、碳納米纖維中至少一種液體剪切增稠物質使電解液的電池結構強度更高，電池形變率降低且電解液增稠導致電導率增加電池內部斷路，提高鋰電池發生撞擊時的安全性；電解液在正常使用時具有低粘度、高電導率特性；使用此電解液的鋰離子電池具有良好的性能，當受到高速剪切時粘度增加、電導率降低，使用此電解液的電鋰離子電池受到高速撞擊時，鋰離子電池結構強度增加，形變量降低，且電池內部電阻增加引起斷路，阻止發生內短路；使用此電解液的鋰離子電池受撞擊時損傷降低、安全性提高，電池包和車輛受撞擊時安全性提高。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種電解液、鋰離子電池、電池包及車輛，特別涉及一種用于制造耐撞擊鋰離子電池的電解液、使用此電解液的耐撞擊鋰離子電池及使用此鋰離子電池的電池包和車輛。

背景技術

隨著能源危機和環境挑戰日趨嚴重，新能源汽車的發展已經成為趨勢，眾多國際及車企制定相關政策和機制推動新能源汽車高速發展。鋰離子電池作為新能源汽車的動力單元也高速發展，但是鋰離子電池受到沖擊時易發生形變導致內部短路，從而引發熱失控。另一方面，為了滿足日益增長提高續航里程的需求，新能源汽車電池系統向輕量化和簡單化的方向發展，這大大增加了新能源汽車在碰撞時內部鋰離子電池單體受到的撞擊力，進一步增加撞擊時熱失控的風險。

現有技術公開了一種高能量密度軟包電池高安全電解液，包括非水性有機碳酸酯類溶劑、電解質鋰鹽和功能性電解液添加劑，功能性電解液添加劑包括常規成膜添加劑和經過修飾的納米氧化物。采用該電解液，電池在不存在外力作用的條件下正常工作，當存在外力作用時電解液瞬間變為準固態，當外力消失后電池仍可正常工作，解決了高能量密度軟包電池的安全問題。現有技術還公開了一種高安全性的鋰離子電池電解液，包括有機溶劑、鋰鹽和添加劑，添加劑包括主添加劑和輔添加劑，主添加劑為吡咯類離子液體和含磷離子液體中的至少一種。離子液體添加劑的組合使用，使形成的保護膜有更好耐高壓性能；通過電解液的熱傳導性延遲電池的熱失控速率，特別是阻燃性元素或基團的引入，提高了電池的阻燃效果。但是，上述電解液發生碰撞時仍然易發生變形，使鋰離子電池發生撞擊時的安全性有待提高。

發明內容

本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種剪切增稠的電解液，還提供一種鋰離子電池、電池包及車輛，以解決鋰離子電池受到沖擊時發生變形引發熱失控的問題。實現了提高鋰離子電池和車輛的耐撞擊性能，保障車輛和人員安全。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種耐撞擊電解液，包括溶劑、鋰鹽電解質和添加劑；

其中，所述溶劑為碳酸酯或羧酸酯類溶劑，占電解液總質量60％～80％；所述鋰鹽電解質由LiPF₆、LiClO₄、LiBF₄、LiAsF₆中一種或多種鋰鹽組成，鋰鹽電解質濃度為0.5mol/L～1.5mol/L；

所述添加劑為剪切增稠添加劑，由聚氯乙烯顆粒、碳酸鈣顆粒、聚甲基丙烯酸甲酯顆粒、碳納米纖維中一種或者多種液體剪切增稠物質組成，其顆粒粒徑尺寸為10nm～30nm，添加量為電解液總質量的3％～10％。

進一步地，所述溶劑由環狀碳酸酯(EC、PC等)、鏈狀碳酸酯(DEC、DMC、EMC等)、羧酸酯類(MA、EA、MP等)中一種或多種組成。

進一步地，所述添加劑通過攪拌的方式均勻分散在溶劑中，添加劑表面用磺酸基修飾。

一種鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜、電解液，按照正極片、隔膜、負極片順序堆疊或卷繞成的卷芯，上述卷芯封裝后注入所述耐撞擊電解液，然后密封。

進一步地，所述鋰離子電池的外形為棱柱、軟包或圓柱。

進一步地，所述鋰離子電池正極材料為三元材料或磷酸鐵鋰材料。