CN113036218A - 一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池 - Google Patents

一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池，属于电池技术领域。微胶囊包括囊壁和囊芯。囊壁由第一材料制成。囊芯由第二材料制成，第二材料包括具有阻燃性的硅树脂。囊壁在目标温度以下包覆囊芯，囊壁在目标温度以上破裂并使囊芯释放，且第一材料至少在目标温度以下不溶解于电解液。微胶囊分散于电池的电解液中，电池的电性能基本不会受到影响。当电池处于目标温度以上时，微胶囊的囊壁软化破裂，微胶囊会释放出其囊芯，具有阻燃性的硅树脂形成扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递阻止其继续反应，进而提高电池的高温安全性能。

Description

一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池。
背景技术
由于锂离子电池具备较高的电压、能量密度和良好的循环性能，被越来越多的应用于电动汽车等的储能系统。
锂离子电池的工作效率受温度的影响较大，必须在合适的温度范围内，其性能才会处于最优状态。锂离子电池在充放电过程中会产生一定的热量，电池在充放电过程中自身温度会发生变化，主要表现为温度上升，尤其在大电流、高功率工作的情况下温度的升高会更明显。
现有的锂离子电池在其电解液中添加阻燃添加剂和耐高温添加剂以防止锂离子电池在高温中冒烟，甚至起火爆炸，该类型添加剂在电解液中一方面增加电解液的粘度降低电解液的活性，另一方面会对电池SEI膜的生成有较大的负面影响。
发明内容
本申请提供了一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池，其能够提高锂离子电池的高温安全性。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种微胶囊，用于分散于电池的电解液中，其包括囊壁和囊芯。
囊壁由第一材料制成。
囊芯由第二材料制成，第二材料包括具有阻燃性的硅树脂。
囊壁在目标温度以下包覆囊芯，囊壁在目标温度以上破裂并使囊芯释放，且第一材料至少在目标温度以下不溶解于电解液。
在上述技术方案中，本申请的微胶囊用于分散于电池的电解液中，分散有微胶囊的电解液的活性基本不会改变，微胶囊在电池正常工作时(即目标温度以下)不参与反应，电池的电性能基本不会受到影响。当电池处于目标温度以上时，微胶囊的囊壁软化破裂，微胶囊会释放出其囊芯，硅树脂形成扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递阻止其继续反应，进而提高电池的高温安全性能。
本申请的目标温度根据微胶囊囊壁熔化破裂的温度决定。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述电解液为锂离子电池的电解液。
可选地，电解液的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述第一材料包括聚苯乙烯或聚乙烯。第二材料包括甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂。
在上述示例中，聚苯乙烯或聚乙烯的最高使用温度为120～130℃，以聚苯乙烯或聚乙烯制作微胶囊的囊壁，当电池的温度大于120～130℃时，囊壁会软化破裂释放出内部具有阻燃性的囊芯。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的示例中，上述囊壁的厚度为1～2μm，囊芯的直径为10～15μm。
第二方面，本申请示例提供一种微胶囊的制备方法，其包括：将第一材料和第一溶剂混合得到第一混合液，将第一混合液与第二材料混合得到第二混合液，将第二混合液与第二溶剂混合得到第三混合液，将第三混合液烘干得到微胶囊。
其中，第一溶剂为第一材料的良溶剂，第二溶剂为第一材料的不良溶剂。
在上述技术方案中，本申请的微胶囊采用凝聚相分离法制得，第二混合液中第一材料为连续相，第二材料为分散相，向第二混合液与第二溶剂混合后，此时由于第一溶剂对第一材料的溶解度发生变化，溶解于第一溶剂中的第一材料连续相分离形成两个新相(丰富相和缺乏相)，由于体系存在自发降低自由能的倾向，可自由流动的丰富相在第二材料表面聚集，将第二材料包覆，并沉积在第二材料周围形成连续的包覆膜，固化形成微胶囊。
第二溶剂的加入是为了降低第一材料在第一溶剂里面的溶解度，让第一材料溶解度降低，从而得以出现丰富相和缺乏相。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的示例中，上述第一材料和第一溶剂的质量体积比为30～50g:200～500mL。
第二材料与第一溶剂的质量体积比为5～10g:200～500mL。
第二溶剂和第一溶剂的体积比为80～180mL:200～500mL。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第二种可能的示例中，上述第一材料为聚苯乙烯或聚乙烯，第二材料为甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂，第一溶剂为甲苯，第二溶剂为丙酮。
在上述示例中，将聚苯乙烯或聚乙烯的甲苯溶液与甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂混合后，得到聚苯乙烯或聚乙烯为连续相，甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂为分散相的第二混合液，再在第二混合液中加入丙酮后，此时由于甲苯对聚苯乙烯或聚乙烯的溶解度发生了变化，溶于甲苯中的聚苯乙烯或聚乙烯连续相分离形成两个新相(聚合物丰富相和聚合物缺乏相)，且由于体系存在自发降低自由能的倾向，可自由流动的聚合物丰富相在甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂表面聚集，将甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂包覆，并沉积在甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂周围形成连续的包覆膜，固化形成微胶囊。
在第三方面，本申请示例提供了一种电解液，其包括锂盐、添加剂、第三溶剂和上述的微胶囊，微胶囊分散于第三溶剂中。
可选地，锂盐包括LiPF6、LiFSi、LiPO2F2、LiODFB和LiBF4中的任意一种或多种。
可选地，添加剂包括1,3-丙磺酸内酯、硫酸亚乙酯、碳酸亚乙烯酯和酸酐。
可选地，第三溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
在上述技术方案中，本申请的电解液中分散有微胶囊，微胶囊不会对电解液的活性产生影响，也不会增加电解液的粘度等性能，当电池处于目标温度以上时，微胶囊的囊壁软化破裂，微胶囊会释放出其囊芯，具有阻燃性的硅树脂可以扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递，进而提高电池的高温安全性能。
在第四方面，本申请示例提供了一种电解液的制备方法，其包括：将微胶囊和碳酸二甲酯混合制得第四混合液，将锂盐、添加剂和第三溶剂混合制得第五混合液，将第四混合液与第五混合液混合制得电解液。
可选地，第四混合液中微胶囊和碳酸二甲酯的质量体积比为15～35g:500～700mL。
可选地，第五混合液包括1.5～2wt％1,3-丙磺酸内酯、0.8～1.6wt％硫酸亚乙酯、0.5～1wt％碳酸亚乙烯酯、0.1～1wt％酸酐、10～20wt％碳酸乙烯酯、30～60wt％碳酸甲乙酯和10～20wt％碳酸二乙酯。
可选地，第四混合液的体积为电解液的体积的10～15％。
可选地，电解液中锂盐的浓度为1～1.5mol/L。
在上述技术方案中，本申请的电解液的制备方法简便，制得的电解液电性能以及高温安全性能较好。
在第五方面，本申请示例提供了一种电池，其包括上述的电解液。
在上述技术方案中，本申请的电池的电解液中分散有微胶囊，微胶囊不会对电解液的活性产生影响，也不会增加电解液的粘度等性能，当电池处于目标温度以上时，微胶囊的囊壁软化破裂，同时，微胶囊会释放出其囊芯，具有阻燃性的硅树脂可以扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递，进而提高电池的高温安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例的微胶囊的结构示意图。
图标：10-微胶囊；100-囊壁；200-囊芯。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下针对本申请实施例的一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池进行具体说明：
请参阅图1，本申请提供一种微胶囊10，用于分散于电池的电解液中，其包括囊壁100和囊芯200。
其中，囊壁100由第一材料制成。
囊芯200由第二材料制成，第二材料包括具有阻燃性的硅树脂。
囊壁100在目标温度以下包覆囊芯200，囊壁在100目标温度以上破裂并使囊芯200释放，且第一材料至少在目标温度以下不溶解于电解液。
本申请的微胶囊10分散于电池的电解液后，电解液的粘度基本不会发生改变，且电解液的活性基本不会改变，微胶囊10在电池正常工作时(即目标温度以下)不参与反应，电池的电性能基本不会受到影响。
当电池处于目标温度以上时，微胶囊10的囊壁100软化破裂，微胶囊10会释放出其囊芯200，硅树脂形成扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递阻止其继续反应，进而提高电池的高温安全性能。
本申请的目标温度根据微胶囊囊壁熔化破裂的温度决定。
第一材料可以是在任意温度下都不溶解于电解液，或是在目标温度以下不溶解于电解液。
当第一材料在任意温度下都不溶解于电解液时，破裂的囊壁100会粘附在电池的正负极及隔膜表面，从而阻止电池的正负极与电解液的进一步反应。
可选地，电解液为锂离子电池的电解液。
可选地，电解液的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
可选地，第一材料包括聚苯乙烯或聚乙烯。
聚苯乙烯或聚乙烯的最高使用温度为120～130℃，以聚苯乙烯或聚乙烯制作微胶囊的囊壁，当电池的温度大于120～130℃时，囊壁会软化破裂释放出内部具有阻燃性的囊芯。
第二材料包括甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂。
形成的微胶囊10的囊壁100的厚度为1～2μm，囊芯200的直径为10～15μm。
在本申请的一种实施方式中，形成的微胶囊10的囊壁100的厚度为1.5μm，囊芯200的直径为12μm。在本申请的其他一些实施方式中，形成的微胶囊10的囊壁100的厚度为1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm或2μm，囊芯200的直径为10μm、10.5μm、11μm、11.5μm、12.5μm、13μm、13.5μm、14μm、14.5μm或15μm。
本申请提供一种微胶囊的制备方法，其包括：将第一材料和第一溶剂混合得到第一混合液，将第一混合液与第二材料混合得到第二混合液，将第二混合液与第二溶剂混合得到第三混合液，将第三混合液烘干得到微胶囊。
其中，第一溶剂为第一材料的良溶剂，第二溶剂为第一材料的不良溶剂。
本申请的微胶囊采用凝聚相分离法制得，第二混合液中第一材料为连续相，第二材料为分散相，向第二混合液与第二溶剂混合后，此时由于第一溶剂对第一材料的溶解度发生变化，溶解于第一溶剂中的第一材料连续相分离形成两个新相(丰富相和缺乏相)，由于体系存在自发降低自由能的倾向，可自由流动的丰富相在第二材料表面聚集，将第二材料包覆，并沉积在第二材料周围形成连续的包覆膜，固化形成微胶囊。
第二溶剂的加入是为了降低第一材料在第一溶剂里面的溶解度，让第一材料溶解度降低，从而得以出现丰富相和缺乏相。
第一材料和第一溶剂的质量体积比为30～50g:200～500mL。
在本申请的一种实施方式中，第一材料和第一溶剂的质量体积比为40g:350mL。在本申请的其他一些实施方式中，第一材料和第一溶剂的质量体积比为30g:200mL、30g:300mL、30g:400mL、30g:500mL、35g:200mL、35g:300mL、35g:400mL、35g:500mL、40g:200mL、40g:300mL、40g:500mL、45g:200mL、45g:400mL、45g:500mL、50g:200mL、50g:300mL或50g:400mL。
第二材料与第一溶剂的质量体积比为5～10g:200～500mL。
在本申请的一种实施方式中，第二材料与第一溶剂的质量体积比为8g:350mL。在本申请的其他一些实施方式中，第二材料与第一溶剂的质量体积比为5g:200mL、6g:200mL、7g:200mL、9g:200mL、10g:200mL、5g:300mL、6g:300mL、7g:300mL、10g:300mL、5g:400mL、6g:400mL、7g:400mL、9g:400mL、5g:500mL、6g:500mL、7g:500mL或9g:500mL。
第二溶剂和第一溶剂的体积比为80～180mL:200～500mL。
在本申请的一种实施方式中，第二溶剂和第一溶剂的体积比为130mL:350mL。在本申请的其他一些实施方式中，第二溶剂和第一溶剂的体积比为80mL:200mL、80mL:300mL、80mL:400mL、80mL:500mL、90mL:200mL、90mL:300mL、90mL:400mL、90mL:500mL、100mL:200mL、100mL:300mL、100mL:400mL、120mL:200mL、120mL:500mL、140mL:200mL、140mL:300mL、140mL:400mL、140mL:500mL、160mL:200mL、160mL:300mL、160mL:500mL、180mL:200mL、180mL:300mL或180mL:500mL。
固化条件为在80～100℃下干燥10～12h。
在本申请的一种实施方式中，固化条件为在90℃下干燥11h。在本申请的其他一些实施方式中，固化条件为在80℃、85℃、95℃或100℃下干燥10h、10.5h、11.5h或12h。
可选地，第一材料为聚苯乙烯或聚乙烯，第二材料为甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂，第一溶剂为甲苯，第二溶剂为丙酮。
以聚苯乙烯或聚乙烯为囊壁、以甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂为囊芯的微胶囊的制备方法如下：在室温下将聚苯乙烯或聚乙烯的甲苯溶液与甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂混合后，得到聚苯乙烯或聚乙烯为连续相，甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂为分散相的第二混合液，再在第二混合液中加入丙酮后，此时由于甲苯对聚苯乙烯或聚乙烯的溶解度发生了变化，溶于甲苯中的聚苯乙烯或聚乙烯连续相分离形成两个新相(聚合物丰富相和聚合物缺乏相)，且由于体系存在自发降低自由能的倾向，可自由流动的聚合物丰富相在甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂表面聚集，将甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂包覆，并沉积在甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂周围形成连续的包覆膜，固化第三混合液制得微胶囊干粉。
本申请还提供一种电解液，其包括锂盐、添加剂、第三溶剂和上述的微胶囊，微胶囊分散于第三溶剂中。
本申请的电解液中分散有微胶囊，微胶囊不会对电解液的活性产生影响，也不会增加电解液的粘度等性能，当电池处于目标温度以上时，微胶囊的囊壁软化破裂，微胶囊会释放出其囊芯，具有阻燃性的硅树脂可以扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递，进而提高电池的高温安全性能。
锂盐包括LiPF6、LiFSi、LiPO2F2、LiODFB和LiBF4中的任意一种或多种。
在本申请的一种实施方式中，锂盐为LiPF6。在本申请的其他一些是实施方式中，锂盐为LiFSi、LiPO2F2、LiODFB或LiBF4，或为LiPF6和LiFSi的混合物，或为LiPO2F2、LiODFB和LiBF4的混合物。
添加剂包括1,3-丙磺酸内酯、硫酸亚乙酯、碳酸亚乙烯酯和酸酐。
第三溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
当然，需要说明的是，本申请的电解液的锂盐、添加剂和第三溶剂并不只限定于以上列举的方案。
本申请还提供一种电解液的制备方法，其包括：将微胶囊和碳酸二甲酯混合制得第四混合液，将锂盐、添加剂和第三溶剂混合制得第五混合液，将第四混合液与第五混合液混合制得电解液。
本申请的电解液的制备方法简便，制得的电解液电性能以及高温安全性能较好。
第四混合液中微胶囊和碳酸二甲酯的质量体积比为15～35g:500～700mL。
在本申请的一种实施方式中，第四混合液中微胶囊和碳酸二甲酯的质量体积比为25g:600mL。在本申请的其他一些实施方式中，第四混合液中微胶囊和碳酸二甲酯的质量体积比为15g:500mL、20g:500mL、25g:500mL、30g:500mL、35g:500mL、15g:600mL、20g:600mL、35g:600mL、15g:700mL、20g:700mL、25g:700mL、30g:700mL或35g:700mL。
第五混合液包括1.5～2wt％1,3-丙磺酸内酯、0.8～1.6wt％硫酸亚乙酯、0.5～1wt％碳酸亚乙烯酯、0.1～1wt％酸酐、10～20wt％碳酸乙烯酯、30～60wt％碳酸甲乙酯和10～20wt％碳酸二乙酯。
在本申请的一种实施方式中，第五混合液包括1.8wt％1,3-丙磺酸内酯、1.2wt％硫酸亚乙酯、0.8wt％碳酸亚乙烯酯、0.5wt％酸酐、20wt％碳酸乙烯酯、40wt％碳酸甲乙酯和20wt％碳酸二乙酯。在本申请的其他一些实施方式中，第五混合液包括1.5wt％1,3-丙磺酸内酯、0.8wt％硫酸亚乙酯、0.5wt％碳酸亚乙烯酯、0.1wt％酸酐、20wt％碳酸乙烯酯、40wt％碳酸甲乙酯和20wt％碳酸二乙酯，或包括2wt％1,3-丙磺酸内酯、1.6wt％硫酸亚乙酯、1wt％碳酸亚乙烯酯、1wt％酸酐、20wt％碳酸乙烯酯、40wt％碳酸甲乙酯和20wt％碳酸二乙酯。
第四混合液的体积为电解液的体积的10～15％。
在本申请的一种实施方式中，第四混合液的体积为电解液的体积的12％。在本申请的其他一些实施方式中，第四混合液的体积为电解液的体积的10％、11％、13％、14％或15％。
电解液中锂盐的浓度为1～1.5mol/L。
在本申请的一种实施方式中，电解液中锂盐的浓度为1.2mol/L。在本申请的其他一些实施方式中，电解液中锂盐的浓度为1mol/L、1.1mol/L、1.3mol/L、1.4mol/L或1.5mol/L。
本申请还提供一种电池，其包括上述的电解液。
本申请的电池的电解液中分散有微胶囊，微胶囊不会对电解液的活性产生影响，也不会增加电解液的粘度等性能，当电池处于目标温度以上时，微胶囊的囊壁软化破裂，微胶囊会释放出其囊芯，具有阻燃性的硅树脂可以扩散屏蔽层阻碍内部高分子材料在高温热分解产生的汽化有机物扩散至燃烧区，同时硅树脂具有很好的隔热效果，能阻断燃烧过程中的热传递，进而提高电池的高温安全性能。
以下结合实施例对本申请的一种微胶囊及其制备方法、电解液及其制备方法、电池作进一步的详细描述。
实施例1
本申请实施例提供一种微胶囊及其制备方法，其包括：
在室温25℃下，将聚乙烯粉末溶解于甲苯中得到聚乙烯的甲苯溶液，聚乙烯与甲苯的质量体积比为40g:350mL，再将甲基苯基硅树脂加入到聚乙烯的甲苯溶液中，搅拌均匀，得到聚乙烯为连续相，甲基苯基硅树脂为分散相的第二混合液，甲基苯基硅树脂与甲苯的质量体积比为8g:350mL，然后向第二混合液中加入丙酮得到第三混合液，丙酮与甲苯的体积比为130mL:350mL，最后将第三混合液在90℃下干燥11h制得微胶囊干粉。
实施例2
本申请实施例提供一种微胶囊及其制备方法，其包括：
在室温25℃下，将聚乙烯粉末溶解于甲苯中得到聚乙烯的甲苯溶液，聚乙烯与甲苯的质量体积比为30g:200mL，再将甲基苯基硅树脂加入到聚乙烯的甲苯溶液中，搅拌均匀，得到聚乙烯为连续相，甲基苯基硅树脂为分散相的第二混合液，甲基苯基硅树脂与甲苯的质量体积比为5g:200mL，然后向第二混合液中加入丙酮得到第三混合液，丙酮与甲苯的体积比为80mL:200mL，最后将第三混合液在80℃下干燥12h制得微胶囊干粉。
实施例3
本申请实施例提供一种微胶囊及其制备方法，其包括：
在室温25℃下，将聚乙烯粉末溶解于甲苯中得到聚乙烯的甲苯溶液，聚乙烯与甲苯的质量体积比为50g:500mL，再将甲基苯基硅树脂加入到聚乙烯的甲苯溶液中，搅拌均匀，得到聚乙烯为连续相，甲基苯基硅树脂为分散相的第二混合液，甲基苯基硅树脂与甲苯的质量体积比为10g:500mL，然后向第二混合液中加入丙酮得到第三混合液，丙酮与甲苯的体积比为180mL:500mL，最后将第三混合液在100℃下干燥10h制得微胶囊干粉。
实施例4
本申请实施例提供一种微胶囊及其制备方法，其包括：
在室温25℃下，将聚苯乙烯粉末溶解于甲苯中得到聚苯乙烯的甲苯溶液，聚苯乙烯与甲苯的质量体积比为40g:350mL，再将苯基乙烯基硅树脂加入到聚苯乙烯的甲苯溶液中，搅拌均匀，得到聚苯乙烯为连续相，苯基乙烯基硅树脂为分散相的第二混合液，苯基乙烯基硅树脂与甲苯的质量体积比为8g:350mL，然后向第二混合液中加入丙酮得到第三混合液，丙酮与甲苯的体积比为130mL:350mL，最后将第三混合液在90℃下干燥11h制得微胶囊干粉。
实施例5
本申请实施例提供一种微胶囊及其制备方法，其包括：
在室温25℃下，将聚苯乙烯粉末溶解于甲苯中得到聚苯乙烯的甲苯溶液，聚苯乙烯与甲苯的质量体积比为40g:350mL，再将甲基硅树脂加入到聚苯乙烯与甲苯溶液中，搅拌均匀，得到聚苯乙烯为连续相，甲基硅树脂为分散相的第二混合液，甲基硅树脂与甲苯的质量体积比为8g:350mL，然后向第二混合液中加入丙酮得到第三混合液，丙酮与甲苯的体积比为130mL:350mL，最后将第三混合液在90℃下干燥11h制得微胶囊干粉。
实施例6
本申请实施例提供一种电解液及其制备方法，其包括：
将实施例1制得的微胶囊粉末和碳酸二甲酯混合制得第四混合液，第四混合液中微胶囊和碳酸二甲酯的质量体积比为25g:600mL，并将LiPF6锂盐、1,3-丙磺酸内酯、硫酸亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯混合制得的第五混合液，第五混合液包括1.8wt％1,3-丙磺酸内酯、1.2wt％硫酸亚乙酯、0.8wt％碳酸亚乙烯酯、0.5wt％三(三甲基硅烷)磷酸酯、15wt％碳酸乙烯酯、50wt％碳酸甲乙酯和15wt％碳酸二乙酯，最后将第四混合液和第五混合液混合制得电解液，第四混合液的体积为电解液的体积的12％，电解液中LiPF6锂盐的浓度为1.2mol/L。
实施例7
本申请实施例提供一种电解液及其制备方法，其包括：
将实施例4制得的微胶囊粉末和碳酸二甲酯混合制得第四混合液，第四混合液中微胶囊和碳酸二甲酯的质量体积比为15g:500mL，并将LiPO2F2锂盐、1,3-丙磺酸内酯、硫酸亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯混合制得的第五混合液，第五混合液包括1.5wt％1,3-丙磺酸内酯、0.8wt％硫酸亚乙酯、0.5wt％碳酸亚乙烯酯、0.1wt％三(三甲基硅烷)磷酸酯、20wt％碳酸乙烯酯、48wt％碳酸甲乙酯和10wt％碳酸二乙酯，最后将第四混合液和第五混合液混合制得电解液，第四混合液的体积为电解液的体积的10％，电解液中LiPO2F2锂盐的浓度为1mol/L。
实施例8
本申请实施例提供一种电解液及其制备方法，其包括：
将实施例5制得的微胶囊粉末和碳酸二甲酯混合制得第四混合液，第四混合液中微胶囊和碳酸二甲酯的质量体积比为35g:700mL，并将LiODFB锂盐、1,3-丙磺酸内酯、硫酸亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯混合制得的第五混合液，第五混合液包括2wt％1,3-丙磺酸内酯、1.6wt％硫酸亚乙酯、1wt％碳酸亚乙烯酯、1wt％三(三甲基硅烷)磷酸酯、10wt％碳酸乙烯酯、35wt％碳酸甲乙酯和30wt％碳酸二乙酯，最后将第四混合液和第五混合液混合制得电解液，第四混合液的体积为电解液的体积的15％，电解液中LiODFB锂盐的浓度为1.5mol/L。
实施例9
本申请实施例提供一种电池，其包括：正极极片、负极极片、隔膜和实施例6的电解液。
其中，正极极片为三元NCM622正极，负极极片为石墨负极，隔膜为16μm厚陶瓷隔膜。
对比例1
本申请对比例提供一种电解液，其包括：添加剂、溶剂和LiPF6锂盐。
添加剂包括1wt％1,3-丙磺酸内酯、1wt％硫酸亚乙酯、0.5wt％碳酸亚乙烯酯、1wt％三(三甲基硅烷)磷酸酯。
溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的体积比为3:6:1。
电解液中LiPF6锂盐的浓度为1.5mol/L。
对比例2
本申请对比例提供一种电解液，其包括：添加剂、溶剂和LiPF6锂盐。
添加剂包括1wt％1,3-丙磺酸内酯、1wt％硫酸亚乙酯、0.5wt％碳酸亚乙烯酯、1wt％磷酸三甲酯和1wt％磷酸磷酸三丁酯。
溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的体积比为3:6:1。
电解液中LiPF6锂盐的浓度为1.5mol/L。
试验例1
将实施例6～8和对比例1的电解液分别装配形成3个电池，电池为采用三元NCM622正极、石墨负极以及16μm厚陶瓷隔膜的软包10Ah电池，将电池的电芯加热到150℃后，观察12个电池的状态，如表1所示：
表1电芯高温状态
Figure BDA0002962505400000151
由表1可知，本申请实施例的电解液在电芯高温时起到了很好的保护作用，使得电池的高温安全性大大提升。
试验例2
将实施例6～8和对比例1的电解液分别装配形成3个电池，电池为采用三元NCM622正极、石墨负极以及16μm厚陶瓷隔膜的软包10Ah电池，分别测得12个电池的3C倍率放电性能和1C低温放电性能(GB38031)，如表2和表3所示：
表2 3C倍率放电性能
Figure BDA0002962505400000152
表3 1C低温放电性能
Figure BDA0002962505400000161
由上可知，本申请实施例的电解液制成的电池表现出更优秀的电性能。
以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微胶囊，用于分散于电池的电解液中，其特征在于，所述微胶囊包括囊壁和囊芯；
所述囊壁由第一材料制成；
所述囊芯由第二材料制成，所述第二材料包括具有阻燃性的硅树脂；
所述囊壁在目标温度以下包覆所述囊芯，所述囊壁在所述目标温度以上破裂并使所述囊芯释放，且所述第一材料至少在所述目标温度以下不溶解于电解液。
2.根据权利要求1所述的微胶囊，其特征在于，所述电解液为锂离子电池的电解液；
可选地，所述电解液的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
3.根据权利要求1或2所述的微胶囊，其特征在于，所述第一材料包括聚苯乙烯或聚乙烯；所述第二材料包括甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂。
4.根据权利要求1所述的微胶囊，其特征在于，所述囊壁的厚度为1～2μm，所述囊芯的直径为10～15μm。
5.一种权利要求1～4任一项所述的微胶囊的制备方法，其特征在于，所述微胶囊的制备方法包括：将第一材料和第一溶剂混合得到第一混合液，将所述第一混合液与第二材料混合得到第二混合液，将所述第二混合液与第二溶剂混合得到第三混合液，将所述第三混合液烘干得到所述微胶囊；
其中，所述第一溶剂为所述第一材料的良溶剂，所述第二溶剂为所述第一材料的不良溶剂。
6.根据权利要求5所述的微胶囊的制备方法，其特征在于，所述第一材料和所述第一溶剂的质量体积比为30～50g:200～500mL；
所述第二材料与所述第一溶剂的质量体积比为5～10g:200～500mL；
所述第二溶剂和所述第一溶剂的体积比为80～180mL:200～500mL。
7.根据权利要求5所述的微胶囊的制备方法，其特征在于，所述第一材料为聚苯乙烯或聚乙烯，所述第二材料为甲基苯基硅树脂、苯基乙烯基硅树脂或甲基硅树脂，所述第一溶剂为甲苯，所述第二溶剂为丙酮。
8.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、添加剂、第三溶剂和权利要求1～4任一项所述的微胶囊，所述微胶囊分散于所述第三溶剂中；
可选地，所述锂盐包括LiPF6、LiFSi、LiPO2F2、LiODFB和LiBF4中的任意一种或多种；
可选地，所述添加剂包括1,3-丙磺酸内酯、硫酸亚乙酯、碳酸亚乙烯酯和酸酐；
可选地，所述第三溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
9.一种权利要求8所述的电解液的制备方法，其特征在于，所述电解液的制备方法包括：将所述微胶囊和碳酸二甲酯混合制得第四混合液，将所述锂盐、所述添加剂和所述第三溶剂混合制得第五混合液，将第四混合液与所述第五混合液混合制得电解液；
可选地，所述第四混合液中所述微胶囊和所述碳酸二甲酯的质量体积比为15～35g:500～700mL；
可选地，所述第五混合液包括1.5～2wt％1,3-丙磺酸内酯、0.8～1.6wt％硫酸亚乙酯、0.5～1wt％碳酸亚乙烯酯、0.1～1wt％酸酐、10～20wt％碳酸乙烯酯、30～60wt％碳酸甲乙酯和10～20wt％碳酸二乙酯；
可选地，所述第四混合液的体积为所述电解液的体积的10～15％；
可选地，所述电解液中所述锂盐的浓度为1～1.5mol/L。
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求8所述的电解液。
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