CN113410517B - 一种缓释电解液及其制备和在锂离子电池中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种缓释电解液及其制备和在锂离子电池中的应用。所述的缓释电解液具有随着温度的升高缓慢释放内部电解液的性质,本发明的三聚氰胺甲醛树脂不仅可以实现对电解液的包覆,还可以在高温环境下长期持续将电解液缓慢释放,达到持续释放电解液的能力,能够及时补充高温环境下的锂离子耗损,降低因锂离子损失造成的容量损失,及时补充电解液还能够延长电芯的使用时长以及循环能力,使电芯的容量维持在较高水平。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种缓释电解液及其制备和在锂离子电池中的应用。
背景技术
目前锂离子电池在首次化成、循环下,只要电芯发生充放电均会不停地消耗锂离子,随着充放电循环周次增加,电解液与锂离子被不断地消耗,导致整个电芯体系中的可移动的锂离子数量变少,如果电芯体系不能及时补充电解液将会导致负极不能镶嵌足够的锂金属,呈现大面积的黑斑现象(例如图1所示,在负极表面出现形状无规则的黑斑,且主要出现位置在负极单面区,经常出现负极片的边缘位置,黑斑的大小占负极片的面积1%~20%),一旦负极片产生黑斑,石墨层会被破坏,电池会出现厚度膨胀异常以及电芯的容量衰减异常,不能满足客户的需求。
目前补锂技术层出不穷,这些补锂技术主要是针对正负极片的,但针对电解液的补充寥寥无几,针对电解液的补充难度很大,因为电解液储存要求环境苛刻。
发明内容
为了改善现有技术中电解液的补充难度大的问题,本发明提供一种缓释电解液及其制备和在锂离子电池中的应用。
本发明目的是通过如下技术方案实现的:
一种缓释电解液,所述缓释电解液具有核壳结构,即包括壳层和核芯,所述壳层包括第一壳层和第二壳层,所述第一壳层包覆在核芯外表面,所述第二壳层包覆在第一壳层外表面;形成所述第一壳层的材料包括数均分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂,形成所述第二壳层的材料包括数均分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂,形成所述核芯的材料包括电解液。
根据本发明,所述电解液包括锂盐和非水有机溶剂。
根据本发明,所述电解液还包括以下添加剂中的一种或几种:碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯,硫酸乙烯酯、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、1,3,6-己烷三腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、3-甲氧基丙腈、1,3-丙磺酸内酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯。
根据本发明,所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或两种以上。
根据本发明,所述锂盐的含量占所述电解液的总质量的11~18wt%,例如为11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%或18wt%。
根据本发明,所述非水有机溶剂选自碳酸酯和/或羧酸酯,所述碳酸酯选自氟代或未取代的下述溶剂中的一种或几种:碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯;所述羧酸酯选自氟代或未取代的下述溶剂中的一种或几种:乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丁酸甲酯、正丁酸乙酯。
根据本发明,所述壳层(第一壳层和第二壳层)在所述缓释电解液中所占的质量百分比为70~90wt%,例如为70wt%、72wt%、74wt%、75wt%、78wt%、80wt%、82wt%、85wt%、88wt%、89wt%或90wt%。
根据本发明,所述第一壳层和所述第二壳层的质量比为1:1~3:1,例如为1:1、1.5:1、2:1、2.5:1或3:1。
根据本发明,所述电解液在所述缓释电解液中所占的质量百分比为10~30wt%,例如为10wt%、12wt%、15wt%、18wt%、20wt%、22wt%、25wt%、28wt%或30wt%。
根据本发明,仅包括第一壳层的缓释电解液的粒径为0.3~1.0μm,优选为0.4~0.8μm,如0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0μm。
根据本发明,所述第二壳层的厚度为0.2~0.8μm,优选为0.4~0.6μm,如0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或0.8μm。
根据本发明,所述缓释电解液的粒径为0.5~1.8μm,优选为0.8~1.4μm,如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7或1.8μm。
根据本发明,所述三聚氰胺甲醛树脂的熔点为330~360℃(数均分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂的熔点为340~360℃,数均分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂的熔点为330~350℃),热分解温度为380~420℃。所述三聚氰胺甲醛树脂在本发明的电解液中不溶解,且溶胀体积比在30%以内。
根据本发明,室温下,所述壳层为无孔密实的结构;高温下,所述壳层为多孔结构。
根据本发明,所述缓释电解液在常温下为固体颗粒,核芯为一种液态的电解液,此时内部的电解液被“固封”在壳层内部,无法流动;且作为壳层的三聚氰胺甲醛树脂具有紧凑密实的结构,但是随着温度的升高,三聚氰胺甲醛树脂变得“软蓬松”,即形成多孔结构,即在高温下(55℃以上时),所述缓释电解液的壳层能够形成多孔结构,内部的液态的电解液可以通过扩散释放穿过壳层,从多孔位置释放出来,补充到电解液体系中,实现内部电解液的缓释,锂离子得到电子形成锂金属继而完成锂金属的嵌入,维持电池容量,能够弥补因高温和高电压损失的锂离子,延缓高温下电芯的衰减性能,增长电芯在高温下的工作时长。
本发明中,形成所述第一壳层的材料包括数均分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂,形成所述第二壳层的材料包括数均分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂,分子量较大的三聚氰胺甲醛树脂柔性更好,分子量较小的三聚氰胺甲醛树脂刚性更好,本发明中选择具有更好刚性的三聚氰胺甲醛树脂作为骨架结构对电解液进行包覆,随后选择具有更好柔性的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行再次包覆,其可以起到很好的缓冲作用,这样的结构设计有利于缓冲电解液结构的稳定性;若是只选择分子量较小的三聚氰胺甲醛树脂,则其刚性过强,体系容易坍塌,缓释效果差,若是只选择分子量较大的三聚氰胺甲醛树脂,则其缓释效果过慢,无法实现其在高温下及时补充电解液的目的。
本发明还提供上述缓释电解液的制备方法,所述方法包括如下步骤:
1)将甲醛水溶液、碱性物质和三聚氰胺混合,反应,低压除水,分别制备得到分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂以及分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂;
2)将制备得到的分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂和电解液混合,反应,使得分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆第一壳层的缓释电解液;将制备得到的分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂添加到上述体系中,反应,使得分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆第一壳层和第二壳层的缓释电解液。
根据本发明的实施方式,步骤1)中,所述甲醛水溶液的质量浓度为37%。
根据本发明的实施方式,步骤1)中,所述碱性物质选自NaOH、KOH、LiOH等中的至少一种。
根据本发明的实施方式,步骤1)中,所述反应的温度为50~70℃,所述反应的时间为3~6小时。
根据本发明的实施方式,步骤1)中,所述甲醛和三聚氰胺的质量比为(0.5~1):1。
根据本发明的实施方式,步骤2)中,所述分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂和分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂的质量比为1:1~3:1,例如为1:1、1.5:1、2:1、2.5:1或3:1。
根据本发明的实施方式,步骤2)中,所述反应的温度为50~70℃,所述反应的时间为6~18小时。
本发明还提供一种隔膜,所述隔膜包括上述的缓释电解液。
根据本发明的实施方式,所述隔膜包括隔膜基材,以及至少一层功能涂层和/或至少一层缓释电解液层,所述缓释电解液包含在至少一层功能涂层和/或至少一层缓释电解液层中。
根据本发明的实施方式,所述功能涂层包括陶瓷层和/或涂胶层。
根据本发明的实施方式,所述功能涂层位于隔膜基材表面和/或位于缓释电解液层表面。
根据本发明的实施方式,所述缓释电解液层位于隔膜基材表面和/或位于功能涂层表面。
根据本发明的实施方式,所述功能涂层位于隔膜基材表面,所述缓释电解液层位于隔膜基材表面和/或位于功能涂层表面;或者,所述缓释电解液层位于隔膜基材表面,所述功能涂层位于隔膜基材表面和/或位于缓释电解液层表面。其中,所述功能涂层和所述缓释电解液层同时位于隔膜基材表面是指所述功能涂层位于隔膜基材一侧表面,所述缓释电解液层位于隔膜基材另一侧表面。
本发明还提供一种锂离子电池,所述锂离子电池包括上述的隔膜。
本发明的有益效果:
本发明提供了一种缓释电解液及其制备和在锂离子电池中的应用。本申请的发明人通过研究发现,在电池制备完成后很难再次将电解液进行锂离子的引入,这主要是因为电解液注入时即完成全电池锂离子的引入,但是在电池化成、分选、储存、循环等过程中均会造成锂离子的消耗。若不能及时补充电解液,电芯就会出现容量衰减异常等现象,但若是能够及时补充电解液,锂离子可以进行正常嵌入和脱出,还可以保持电芯在整个高温环境下极片的湿润性,整个Li+通道的通顺性,减少或者减缓电芯黑斑出现以及负极石墨层间距的坍塌,使用性能得到大幅度增加。
本发明中,所述的缓释电解液具有随着温度的升高缓慢释放内部电解液的性质,本发明的三聚氰胺甲醛树脂不仅可以实现对电解液的包覆,还可以在高温环境下长期持续将电解液缓慢释放,达到持续释放电解液的能力,能够及时补充高温环境下的锂离子耗损,降低因锂离子损失造成的容量损失,及时补充电解液还能够延长电芯的使用时长以及循环能力,使电芯的容量维持在较高水平。本发明进一步探索三聚氰胺甲醛树脂包裹下的电解液在高温环境(55℃)下的释放方程,进而优化三聚氰胺甲醛树脂的分子量,通过实验可以得出电解液在高温环境下的释放曲线,进而预测高温环境下电解液的及时补充性,能够初步估计得出电芯的高温循环能力提升的大小。
附图说明
图1:电芯负极片黑斑位置示意图。
图2:缓释电解液的结构示意图。
图3:电解液缓释曲线。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的试剂、材料等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1
(1)缓释电解液
将质量浓度为37%的甲醛水溶液(包括150g甲醛)和200g三聚氰胺混合,添加5gNaOH,升温60℃,反应240min,低压(小于0.1Pa)除水,制备得到分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂;
将质量浓度为37%的甲醛水溶液(包括100g甲醛)和200g三聚氰胺混合,添加5gNaOH,升温60℃,反应240min,低压(小于0.1Pa)除水,制备得到分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂;
将300g上述制备得到的分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂和100g电解液(EC:DEC:PP=3:3:4(体积比),锂盐为1mol/L的六氟磷酸锂)在反应器中混合,将整个反应器置于湿度<30%RH,温度<20℃的环境下,随后将反应器的温度升至60℃,保温12h,使得分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆第一壳层的缓释电解液,将包覆第一壳层的缓释电解液颗粒研磨到粒径在0.3~1μm备用;
将100g的分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂添加到上述体系中,将整个反应器置于湿度<30%RH,温度<20℃的环境下,随后将反应器的温度升至60℃,保温12h,使得分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆第一壳层和第二壳层的缓释电解液,研磨得到粒径为0.6~1.5μm的缓释体颗粒。
(2)制备正极片
将正极活性物质LiCoO2、粘结剂PVDF和导电炭黑和碳纳米管分散在N-甲基吡咯烷酮,搅拌后得到均匀的正极浆料,其中固体成分包含97wt%LiCoO2、1wt%导电炭黑和1wt%碳纳米管以及1wt%粘结剂PVDF,正极浆料的固含量为78~82%,粘度为6400~7000mPa·s,将正极浆料均匀涂敷在涂炭铝箔的两面,经过20m长烤箱120~130℃烘烤速度4m/min,进行辊压,压实为4.132g/cm3,得到正极片;
(3)制备负极片
将负极活性物质人造石墨、SBR粘结剂、导电炭黑和羧甲基纤维素钠分散在溶剂水中,搅拌后得到均匀负极浆料,其中固体成分包含96.9wt%人造石墨、0.5wt%的导电炭黑、1.3wt%的CMC以及1.3wt%的SBR粘结剂,负极浆料的固含量为42~46%,浆料粘度为4500~7500mPa·s,将负极浆料均匀涂敷在涂炭铜箔的两面,经过20m长烤箱100~110℃烘烤速度4m/min,利用辊压机对其进行辊压,得到负极片;
(4)制备隔膜
将15wt%的上述缓释电解液、74wt%的氧化铝、7wt%的粘结剂SBR、4wt%分散剂CMC分散在水中,搅拌均匀涂覆在5μm厚的聚乙烯隔膜基材一侧表面,干燥,得到单面厚度为2μm的涂覆陶瓷层的隔膜备用;将粘结剂PVDF分散在水中,搅拌均匀涂覆在单面涂覆陶瓷层的隔膜的两侧表面,干燥,得到单面涂覆陶瓷层、双面涂覆涂胶层(单面涂胶层的厚度为1μm)的隔膜;
(5)制备锂离子电池
将上述正极片、负极片、隔膜叠片/卷绕封装成电芯,然后注入电解液,陈化24小时,化成、热压、二封等工序后得到锂离子电池。
实施例2
其他操作同实施例1,区别在于步骤(4)中:
将25wt%的上述缓释电解液、64wt%的氧化铝、7wt%的粘结剂SBR、4wt%分散剂CMC分散在水中,搅拌均匀涂覆在5μm厚的聚乙烯隔膜基材一侧表面,干燥,得到单面厚度为2μm的涂覆陶瓷层的隔膜备用;将粘结剂PVDF分散在水中,搅拌均匀涂覆在单面涂覆陶瓷层的隔膜的两侧表面,干燥,得到单面涂覆陶瓷层、双面涂覆涂胶层(单面涂胶层的厚度为1μm)的隔膜。
实施例3
其他操作同实施例1,区别在于步骤(4)中:
将5wt%的上述缓释电解液、84wt%的氧化铝、7wt%的粘结剂SBR、4wt%分散剂CMC分散在水中,搅拌均匀涂覆在5μm厚的聚乙烯隔膜基材一侧表面,干燥,得到单面厚度为2μm的涂覆陶瓷层的隔膜;将粘结剂PVDF分散在水中,搅拌均匀涂覆在单面涂覆陶瓷层的隔膜的两侧表面,干燥,得到单面涂覆陶瓷层、双面涂覆涂胶层(单面涂胶层的厚度为1μm)的隔膜。
对比例1
其他操作同实施例1,区别在于步骤(4)中:
将89wt%的氧化铝、7wt%的粘结剂SBR、4wt%分散剂CMC分散在水中,搅拌均匀涂覆在5μm厚的聚乙烯隔膜基材一侧表面,干燥,得到单面厚度为2μm的涂覆陶瓷层的隔膜;将粘结剂PVDF分散在水中,搅拌均匀涂覆在单面涂覆陶瓷层的隔膜的两侧表面,干燥,得到单面涂覆陶瓷层、双面涂覆涂胶层(单面涂胶层的厚度为1μm)的隔膜。
对比例2
其他操作同实施例1,区别在于步骤(1)中:
将质量浓度为37%的甲醛水溶液(包括100g甲醛)和200g三聚氰胺混合,添加5gNaOH,升温60℃,反应240min,低压(小于0.1Pa)除水,制备得到分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂;
将300g上述制备得到的分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂和100g电解液(EC:DEC:PP=3:3:4(体积比),锂盐为1mol/L的六氟磷酸锂),将整个反应器置于湿度<30%RH,温度<20℃的环境下,随后将反应器的温度升至60℃,保温12h,使得分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆第一壳层的缓释电解液,将包覆第一壳层的缓释电解液颗粒研磨到粒径在0.3~1μm备用;
再将100g上述制备得到的分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂添加到上述体系中,将整个反应器置于湿度<30%RH,温度<20℃的环境下,随后将反应器的温度升至60℃,保温12h,使得分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆双层壳层的缓释电解液,研磨得到粒径为0.8~1.7μm的缓释体颗粒。此时得到的颗粒粒径比实施例1的缓释体颗粒偏大0.2~0.3μm,这主要是由于包覆了双层分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂壳层。
对比例3
其他操作同实施例1,区别在于步骤(1)中:
将质量浓度为37%的甲醛水溶液(包括150g甲醛)和200g三聚氰胺混合,添加5gNaOH,升温60℃,反应240min,低压(小于0.1Pa)除水,制备得到分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂;
将300g上述制备得到的分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂和100g电解液(EC:DEC:PP=3:3:4(体积比),锂盐为1mol/L的六氟磷酸锂),将整个反应器置于湿度<30%RH,温度<20℃的环境下,随后将反应器的温度升至60℃,保温12h,使得分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆壳层的缓释电解液,将包覆壳层的缓释电解液颗粒研磨到粒径在0.3~1μm备用。
再将100g上述制备得到的分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂添加到上述体系中,将整个反应器置于湿度<30%RH,温度<20℃的环境下,随后将反应器的温度升至60℃,保温12h,使得分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆双层壳层的缓释电解液,研磨得到粒径为0.4~1.3μm的缓释体颗粒。此时得到的颗粒粒径比实施例1的缓释体颗粒偏小0.2~0.3μm,这主要是由于包覆了双层分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂壳层。不仅如此,后续在研磨工序时易发生结构坍塌,无法使用。
将上述实施例和对比例制备得到的电池进行性能测试,测试结果如表1所示。
(1)25℃1C/1C容量保持性能测试
将电池置于(25±3)℃环境中,静置3小时,待电池温度到达25℃后,电池按照恒流1C/1C恒压充电到4.4V,恒压充到截止电流0.025C,搁置5min,再以1C放电到3V,记录初始容量Qn,记录每次循环后的容量,以前三次的放电容量的最大值作为电池的容量Qmax,计算容量保持率(%)(其中用到的计算公式如下:循环容量保持率=Qn/Qmax×100%),记录循环至容量保持率为80%时的循环次数的数据如下表1。
(2)55℃0.7C/0.5C容量保持性能测试
将电池置于(55±3)℃环境中,静置3小时,待电池温度到达55℃后,电池按照恒流0.7C/0.5C恒压充电到4.4V,恒压充到截止电流0.025C,搁置5min,再以1C放电到3V,记录初始容量Qn,记录每次循环后的容量,以前三次的放电容量作为电池的容量Qmax,计算容量保持率(%)(其中用到的计算公式如下:循环容量保持率=Qn/Qmax×100%),记录循环至容量保持率为80%时的循环次数的数据如下表1。
(3)将经过55℃0.7C/0.5C循环500圈(实施例1-3)或300圈(对比例1-2)后的电池进行电芯解剖,拆解,观察负极表面是否出现黑斑。
表1实施例和对比例的锂离子电池进行性能测试结果
从上述表1中可以看出,本申请的添加了缓释电解液的电池能够显著延长电芯在高温循环的使用时间,减缓电芯在高温循环的容量损失,提高电芯的使用能力,同时其在常温下的性能没有影响。
不仅如此,从实施例1和对比例2~3的性能测试结果可以看出,本申请的三聚氰胺甲醛树脂的分子量选择更为合理,主要是由于单纯用数均分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂进行包覆时,其在研磨过程中结构易坍塌,无法使用,单纯用数均分子量为10000~150000的三聚氰胺甲醛树脂包覆形成的缓释体,释放电解液的温度更高以及释放速度更慢,导致需要更高温度才能够释放电解液,当55℃的温度下电解液不易释放,效果不佳。
实施例4
将质量浓度为37%的甲醛水溶液(包括150g甲醛)和200g三聚氰胺混合,添加5gNaOH,升温60℃,反应240min,制备得到分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂;
将质量浓度为37%的甲醛水溶液(包括100g甲醛)和200g三聚氰胺混合,添加5gNaOH,升温60℃,反应240min,制备得到分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂;
将4.968g上述制备得到的分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂和1.72g电解液(EC:DEC:PP=3:3:4(体积比),锂盐为1mol/L的六氟磷酸锂)在反应器中混合,将整个反应器置于湿度<30%RH,温度<20℃的环境下,随后将反应器的温度升至60℃,保温12h,使得分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆第一壳层的缓释电解液,将包覆第一壳层的缓释电解液颗粒研磨到粒径在0.3~1μm备用;
将3.312g的分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂添加到上述体系中,将整个反应器置于湿度<30%RH,温度<20℃的环境下,随后将反应器的温度升至60℃,保温12h,使得分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂对电解液进行包覆,得到包覆第一壳层和第二壳层的缓释电解液,研磨得到粒径为0.6~1.5μm的缓释体颗粒。
对上述制备得到的缓释电解液的缓释量进行缓释方程模拟,得到缓释方程为:y=y0+A1*(1-exp(-x/t1))+A2*(1-exp(-x/t2));其中y表示释放量,单位:克,x表示55℃下持续时间,单位:小时,A1和A2表示系数,t1和t2表示时间参数,y0表示初始释放量;其中y0=0g,A1=0.86098,t1=362.87862h,A2=0.86098,t1=362.87862h;
由释放方程可以得出该缓释电解液在55℃下缓释的时间:5016h。由此可以说明,本发明的缓释电解液在高温环境下可以持续缓慢输出电解液,进而弥补电芯中电解液损耗,延长电芯的高温使用寿命。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种缓释电解液,所述缓释电解液具有核壳结构,即包括壳层和核芯,所述壳层包括第一壳层和第二壳层,所述第一壳层包覆在核芯外表面,所述第二壳层包覆在第一壳层外表面;形成所述第一壳层的材料包括数均分子量为50000~100000的三聚氰胺甲醛树脂,形成所述第二壳层的材料包括数均分子量为100000~150000的三聚氰胺甲醛树脂,形成所述核芯的材料包括电解液。
2.根据权利要求1所述的缓释电解液,其中,所述壳层在所述缓释电解液中所占的质量百分比为70~90wt%。
3.根据权利要求1所述的缓释电解液,其中,所述第一壳层和所述第二壳层的质量比为1:1~3:1。
4.根据权利要求1所述的缓释电解液,其中,所述电解液在所述缓释电解液中所占的质量百分比为10~30wt%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的缓释电解液,其中,仅包括第一壳层的缓释电解液的粒径为0.3~1.0μm;和/或,
所述第二壳层的厚度为0.2~0.8μm;和/或,
所述缓释电解液的粒径为0.5~1.8μm。
6.一种隔膜,所述隔膜包括权利要求1-5任一项所述的缓释电解液。
7.根据权利要求6所述的隔膜,其中,所述隔膜包括隔膜基材,以及至少一层功能涂层和/或至少一层缓释电解液层,所述缓释电解液包含在至少一层功能涂层和/或至少一层缓释电解液层中。
8.根据权利要求7所述的隔膜,其中,所述功能涂层位于隔膜基材表面和/或位于缓释电解液层表面;和/或,所述缓释电解液层位于隔膜基材表面和/或位于功能涂层表面。
9.根据权利要求7-8任一项所述的隔膜,其中,所述功能涂层位于隔膜基材表面,所述缓释电解液层位于隔膜基材表面和/或位于功能涂层表面;或者,所述缓释电解液层位于隔膜基材表面,所述功能涂层位于隔膜基材表面和/或位于缓释电解液层表面。
10.一种锂离子电池,所述锂离子电池包括权利要求6-9任一项所述的隔膜。
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