RU2775003C1 - Lithium battery thermal escape suppressor and its corresponding application - Google Patents
Lithium battery thermal escape suppressor and its corresponding application Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775003C1 RU2775003C1 RU2021121937A RU2021121937A RU2775003C1 RU 2775003 C1 RU2775003 C1 RU 2775003C1 RU 2021121937 A RU2021121937 A RU 2021121937A RU 2021121937 A RU2021121937 A RU 2021121937A RU 2775003 C1 RU2775003 C1 RU 2775003C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- source
- thermal runaway
- metal ions
- polar solution
- layer
- Prior art date
Links
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 76
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 75
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title claims abstract description 70
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 title abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 69
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 68
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 67
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910001420 alkaline earth metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 84
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 22
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 22
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 19
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 12
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 claims description 12
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 9
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 8
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 7
- 210000002356 Skeleton Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 2
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 62
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 42
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 41
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium Ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 6
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N Dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 3
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 3
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 3
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 3
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 3
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 3
- 230000002633 protecting Effects 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 229910018626 Al(OH) Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M Sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N Stearic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001888 polyacrylic acid Polymers 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVDRUCCQKHGCRX-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydroxypropyl formate Chemical compound OCC(O)COC=O BVDRUCCQKHGCRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000215068 Acacia senegal Species 0.000 description 1
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017090 AlO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- SXVBHNXTPNLOKR-FCLWLKJISA-L Calcium alginate Chemical compound [Ca+2].O1[C@@H](C([O-])=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O SXVBHNXTPNLOKR-FCLWLKJISA-L 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-UUNJERMWSA-N Lactose Natural products O([C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)O[C@@H]1CO)[C@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](CO)O1 GUBGYTABKSRVRQ-UUNJERMWSA-N 0.000 description 1
- 229960001375 Lactose Drugs 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 229920002774 Maltodextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000005913 Maltodextrin Substances 0.000 description 1
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L MgCl2 Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M NaHCO3 Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 description 1
- 229940068984 Polyvinyl Alcohol Drugs 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229940037179 Potassium Ion Drugs 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N Silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940080237 Sodium Caseinate Drugs 0.000 description 1
- 229940005550 Sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229940032147 Starch Drugs 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N Stearin Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N Stearyl alcohol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2S,3R,4S,5R,6R)-2-[(2R,3R,4S,5R,6S)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2R,3R,4S,5R,6S)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002194 amorphous carbon material Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000010410 calcium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000648 calcium alginate Substances 0.000 description 1
- 229960002681 calcium alginate Drugs 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004203 carnauba wax Substances 0.000 description 1
- 235000013869 carnauba wax Nutrition 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive Effects 0.000 description 1
- 150000001982 diacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 229920000591 gum Polymers 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940035034 maltodextrin Drugs 0.000 description 1
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 description 1
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
- MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M sodium 3,4,5,6-tetrahydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].OC1OC(C([O-])=O)C(O)C(O)C1O MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СВЯЗАННЫЕ ПАТЕНТНЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCES TO RELATED PATENT APPLICATIONS
Эта заявка в соответствии с параграфом 119(a) раздела 35 Свода законов США испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США №63/058,205, поданной 29 июля 2020 г., и предварительной заявки на патент США №63/087,563, поданной 5 октября 2020 г., полное содержание которых таким образом включено в данную заявку для любых целей посредством ссылки.This application, pursuant to paragraph 119(a) of Title 35, United States Code, claims priority to U.S. Provisional Application No. 63/058,205, filed July 29, 2020, and U.S. Provisional Application No. 63/087,563, filed October 5, 2020 ., the entire contents of which are hereby incorporated into this application for all purposes by reference.
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к предохранительному устройству литиевых батарей, в частности, к средству подавления теплового убегания литиевых батарей и его соответствующим применениям.The present invention relates to a lithium battery safety device, in particular, to a means for suppressing the thermal runaway of lithium batteries and its related applications.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
Поскольку литий-ионные батареи широко используются в различных продуктах, таких как транспортные средства, носимые устройства для потребительского и промышленного применения, портативные устройства, устройства хранения энергии и т.д., то они применяются почти во всех сферах повседневной жизни человека. Тем не менее, время от времени все еще появляется информация об инцидентах, связанных с литий-ионными аккумуляторными батареями, таких как пожары или взрывы аккумуляторных батарей мобильных телефонов и электромобилей. Все это связано с тем, что литий-ионные батареи до сих пор не имеют комплексных и эффективных решений проблем безопасности.Since lithium-ion batteries are widely used in various products such as vehicles, wearable devices for consumer and industrial applications, portable devices, energy storage devices, etc., they are used in almost all areas of human daily life. However, from time to time there are still reports of incidents involving lithium-ion batteries, such as fires or explosions in mobile phone and electric vehicle batteries. All this is due to the fact that lithium-ion batteries still do not have comprehensive and effective solutions to safety problems.
Основная причина таких небезопасных происшествий, как возгорания или взрывы литиевых батарей это тепловое убегание. И основной причиной теплового убегания литиевых батарей является тепло, которое представляет собой результат экзотермических реакций, возникающих в результате термического растрескивания пленки SEI (разделяющей твердый электролит), самого электролита, связующего вещества, а также активных веществ положительного и отрицательного электродов в батарее, вызванного повышенной температурой. Существующие средства подавления теплового убегания можно разделить на два типа: находящиеся снаружи аккумуляторного элемента и внутри него, в зависимости от выбранного расположения предохранительного устройства. В качестве средства подавления, располагающегося снаружи аккумуляторного элемента, применяется система мониторинга, которая использует цифровое арифметическое моделирование. Средства подавления, располагающиеся внутри аккумуляторного элемента, можно далее разделить на физические или химические. В цифровой системе мониторинга, расположенной снаружи аккумуляторного элемента, для улучшения контроля безопасности аккумулятора во время процесса использования применяются специальная схема защиты и специальная система управления, находящиеся снаружи аккумуляторного элемента. Используемые внутри аккумуляторного элемента средства подавления физического типа, такие как сепаратор с защитой от перегрева, при повышенной температуре аккумуляторной ячейки закрывают отверстия сепаратора, блокируя прохождение ионов.The main cause of unsafe accidents such as lithium battery fires or explosions is thermal runaway. And the main reason for the thermal runaway of lithium batteries is heat, which is the result of exothermic reactions resulting from thermal cracking of the SEI (solid electrolyte separating) film, the electrolyte itself, the binder, and the active substances of the positive and negative electrodes in the battery, caused by elevated temperature. . The existing means of suppressing thermal runaway can be divided into two types: those located outside the battery cell and inside it, depending on the chosen location of the safety device. As a suppression means located on the outside of the battery cell, a monitoring system that uses digital arithmetic simulation is adopted. The means of suppression located inside the battery cell can be further divided into physical or chemical. The digital monitoring system located outside the battery cell adopts a special protection circuit and a special control system outside the battery cell to improve the safety control of the battery during the process of use. Physical-type suppression means used inside the battery cell, such as a separator with overheating protection, close the holes of the separator at an elevated temperature of the battery cell, blocking the passage of ions.
Используемые внутри аккумуляторного элемента средства подавления теплового убегания химического типа делятся на средства контроля масштаба убегания или средства, основанные на электрохимических реакциях. В качестве средства контроля масштаба теплового убегания используется добавление в электролит огнезащитного состава, ограничивающего нагрев. Средства подавления, основанные на электрохимических реакциях, предусматривают использование следующих их типов:Chemical-type thermal runaway suppression means used inside the battery cell are divided into runaway scale control means or means based on electrochemical reactions. As a means of controlling the scale of thermal runaway, the addition of a flame retardant composition to the electrolyte, which limits heating, is used. Means of suppression based on electrochemical reactions include the use of the following types:
а. В электролит добавляют мономер или олигомер. В этом случае, при повышении температуры будет происходить полимеризация, снижающая скорость миграции ионов. Следовательно, ионная проводимость уменьшается с повышением температуры, и скорость электрохимической реакции в ячейке замедляется;a. A monomer or oligomer is added to the electrolyte. In this case, as the temperature rises, polymerization will occur, reducing the ion migration rate. Therefore, ionic conductivity decreases with increasing temperature, and the rate of the electrochemical reaction in the cell slows down;
б. Между слоем положительного электрода или слоем отрицательного электрода и соседним токосъемным слоем располагается резистивный материал с положительным температурным коэффициентом (ПТК). Когда температура аккумуляторного элемента повышается, улучшается электроизоляционная способность этого материала. Эффективность передачи электроэнергии между слоем положительного электрода или слоем отрицательного электрода и соседним токосъемным слоем снижается, как и скорость электрохимической реакции; а такжеb. Between the positive electrode layer or the negative electrode layer and the adjacent current collector layer is a positive temperature coefficient (PTC) resistive material. As the temperature of a battery cell rises, the electrical insulating capacity of that material improves. The efficiency of electric power transfer between the positive electrode layer or the negative electrode layer and the adjacent current-collecting layer is reduced, as is the rate of the electrochemical reaction; as well as
с. На поверхности активного вещества положительного электрода формируется модифицированный слой. Когда температура аккумуляторного элемента повышается, модифицированный слой превращается в плотную пленку, которая увеличивает сопротивление переносу заряда и снижает скорость электрохимической реакции. Например, обратитесь к патенту США 9711774, термочувствительный слой может быть расположен между электродами и сепаратором. Когда литий-ионная аккумуляторная батарея находится в состоянии теплового убегания и внутренняя температура повышается до критического значения, частицы полимера претерпевают процесс теплового перехода (плавление) с образованием изолирующего барьера на электродах, который блокирует перенос ионов лития между электродами и отключает внутренний ток батареи. Однако вышеперечисленные методы нацелены только на пассивное блокирование пути миграции ионов или электронов для уменьшения тепловыделения, не позволяя основному источнику, главному реагенту всей электрохимической реакции, т.е. активным веществам электродов, генерировать максимальную энергию, что и вызывает тепловое убегание. Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает средство подавления теплового убегания литиевых батарей и его соответствующее применение путем уменьшения тепловой энергии, приводящей к тепловому убеганию активных веществ, для уменьшения или устранения вышеупомянутых проблем.With. A modified layer is formed on the surface of the active substance of the positive electrode. When the temperature of the battery cell rises, the modified layer turns into a dense film, which increases the resistance to charge transfer and reduces the rate of the electrochemical reaction. For example, refer to US Pat. No. 9,711,774, a temperature sensitive layer may be placed between the electrodes and the separator. When a lithium-ion battery is in a thermal runaway state and the internal temperature rises to a critical value, the polymer particles undergo a thermal transition (melting) process to form an insulating barrier on the electrodes, which blocks the transfer of lithium ions between the electrodes and cuts off the battery's internal current. However, the above methods are aimed only at passively blocking the migration path of ions or electrons to reduce heat generation, preventing the main source, the main reactant of the entire electrochemical reaction, i.e. active substances of the electrodes, to generate maximum energy, which causes thermal runaway. Therefore, the present invention provides a means for suppressing the thermal runaway of lithium batteries and its corresponding application by reducing the thermal energy leading to the thermal runaway of active substances to reduce or eliminate the aforementioned problems.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является создание совершенно нового средства подавления теплового убегания литиевых батарей и его соответствующего применения, которое способно переводить активное вещество положительного электрода с выделением ионов лития из исходного состояния с более высоким электрическим потенциалом и более высокой энергией в кристаллическое состояние оксида металла с более низким электрическим потенциалом и более низкой энергией, а активное вещество отрицательного электрода с введением ионов лития - из исходного состояния с более низким электрическим потенциалом и более высокой энергией в состояние неорганического полимера с более высоким электрическим потенциалом и более низкой энергией. Как следствие, напряжение всей батареи снижается, и протекание электрохимической реакции блокируется, чтобы предотвратить возникновение теплового убегания.The object of the present invention is to provide a completely new means for suppressing the thermal runaway of lithium batteries and its corresponding application, which is capable of converting the active substance of the positive electrode with the release of lithium ions from the initial state with a higher electric potential and higher energy to the crystalline state of a metal oxide with a lower electric potential and lower energy, and the active substance of the negative electrode with the introduction of lithium ions - from the initial state with a lower electrical potential and higher energy to the state of an inorganic polymer with a higher electrical potential and lower energy. As a consequence, the voltage of the entire battery is reduced and the electrochemical reaction is blocked to prevent thermal runaway from occurring.
Для реализации описанного выше, в данном изобретении раскрывается средство подавления теплового убегания литиевых батарей, которое включает в себя источник пассивирующей смеси, источник полярного раствора и изолирующее устройство. Изолирующее устройство способно разделять источник пассивирующей смеси и источник полярного раствора, когда температура не превышает предварительно заданного значения. Источник пассивирующей смеси способен высвобождать ионы металла (А), выбираемые из ионов щелочных металлов, отличных от лития, ионов щелочноземельных металлов или их сочетаний, и ионы амфотерного металла (В). При достижении заданной температуры изолирующее устройство разрушается, и источник полярного раствора высвобождает полярный раствор, переносящий ионы металла (А) и ионы амфотерного металла (В), внутрь литиевой батареи, где они вступают в реакцию с активным веществом положительного электрода с выделением ионов лития и активным веществом отрицательного электрода с введением ионов лития, переводя батарею в состояние с более низкой энергией. Вследствие этого, напряжение всей батареи снижается, и протекание электрохимической реакции блокируется, чтобы предотвратить возникновение теплового убегания.To implement the above, the present invention discloses a means for suppressing the thermal runaway of lithium batteries, which includes a passivation mixture source, a polar solution source, and an insulating device. The isolation device is capable of separating the source of the passivating mixture and the source of the polar solution when the temperature does not exceed a predetermined value. The source of the passivating mixture is capable of releasing metal ions (A) selected from alkali metal ions other than lithium, alkaline earth metal ions, or combinations thereof, and amphoteric metal ions (B). When the predetermined temperature is reached, the insulating device breaks down and the polar solution source releases the polar solution carrying metal ions (A) and amphoteric metal ions (B) into the interior of the lithium battery, where they react with the positive electrode active substance to release lithium ions and active negative electrode material with the introduction of lithium ions, bringing the battery into a lower energy state. As a result, the voltage of the entire battery is reduced and the electrochemical reaction is blocked to prevent thermal runaway from occurring.
В данном изобретении также раскрывается средство подавления теплового убегания, которое смешивают с пленкообразующим реагентом или прикрепляют к конструкционной подложке для образования пленки.The present invention also discloses a thermal runaway suppressant that is mixed with a film forming agent or attached to a structural substrate to form a film.
В данном изобретении также раскрыта литиевая батарея, способная подавлять тепловое убегание, включающая в себя электрохимическую реакционную систему. Электрохимическая реакционная система включает слой активного вещества положительного электрода, слой активного вещества отрицательного электрода, сепаратор и систему электролита. Сепаратор расположен между слоем активного вещества положительного электрода и слоем активного вещества отрицательного электрода, и система электролита заполняет электрохимическую реакционную систему. Любая из поверхностей слоя активного вещества положительного электрода, слоя активного вещества отрицательного электрода, сепаратора и системы электролита содержит вышеупомянутое средство подавления теплового убегания.The present invention also discloses a lithium battery capable of suppressing thermal runaway, including an electrochemical reaction system. The electrochemical reaction system includes a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, a separator, and an electrolyte system. The separator is located between the active substance layer of the positive electrode and the active substance layer of the negative electrode, and the electrolyte system fills the electrochemical reaction system. Any of the surfaces of the active substance layer of the positive electrode, the active substance layer of the negative electrode, the separator, and the electrolyte system contain the above-mentioned thermal runaway suppression means.
Кроме того, данное изобретение дополнительно раскрывает литиевую батарею, способную подавлять тепловое убегание, которая включает в себя упаковочный компонент, электрохимическую реакционную систему, герметизированную и размещенную внутри упаковочного компонента, и средство подавления теплового убегания, расположенное за пределами электрохимической реакционной системы. Средство подавления теплового убегания включает в себя источник пассивирующей смеси, источник полярного раствора и изолирующее устройство. Изолирующее устройство способно отделять источник пассивирующей смеси и источник полярного раствора друг от друга, когда температура не превышает предварительно заданного значения. Источник пассивирующей смеси способен высвобождать ионы металла (А), выбираемые из ионов щелочных металлов, отличных от лития, ионов щелочноземельных металлов или их сочетаний, и ионы амфотерного металла (В). При достижении заданной температуры изолирующее устройство разрушается, и источник полярного раствора высвобождает полярный раствор, переносящий ионы металла (А) и ионы амфотерного металла (В) внутрь литиевой батареи, где они вступают в реакцию с активным веществом положительного электрода с выделением ионов лития и активным веществом отрицательного электрода с введением ионов лития, переводя их в состояние с более низкой энергией. Вследствие этого, напряжение всей батареи снижается, и протекание электрохимической реакции блокируется, чтобы предотвратить возникновение теплового убегания.In addition, the present invention further discloses a lithium battery capable of suppressing thermal runaway, which includes a packaging component, an electrochemical reaction system sealed and placed inside the packaging component, and a thermal runaway suppression means located outside the electrochemical reaction system. The thermal runaway suppression means includes a passivating mixture source, a polar solution source, and an insulating device. The isolation device is capable of separating the passivating mixture source and the polar solution source from each other when the temperature does not exceed a predetermined value. The source of the passivating mixture is capable of releasing metal ions (A) selected from alkali metal ions other than lithium, alkaline earth metal ions, or combinations thereof, and amphoteric metal ions (B). When the predetermined temperature is reached, the insulating device breaks down and the polar solution source releases the polar solution, carrying metal ions (A) and amphoteric metal ions (B) inside the lithium battery, where they react with the active substance of the positive electrode to release lithium ions and the active substance negative electrode with the introduction of lithium ions, transferring them to a state with a lower energy. As a result, the voltage of the entire battery is reduced and the electrochemical reaction is blocked to prevent thermal runaway from occurring.
Дальнейший объем применимости настоящего изобретения станет очевидным из подробного описания, приведенного ниже. Однако следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, показывающие предпочтительные варианты осуществления изобретения, даны только для иллюстрации, поскольку различные изменения и модификации в пределах сущности и объема изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники из этого подробного описания.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, it should be understood that the detailed description and specific examples showing preferred embodiments of the invention are for illustration only, as various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art from this detailed description.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУРBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже только для иллюстрации, и, таким образом, не являющегося ограничивающим для настоящего изобретения, в котором:The present invention will become clearer from the detailed description below, for purposes of illustration only, and thus non-limiting of the present invention, in which:
Фигура 1 представляет собой принципиальную схему варианта осуществления средства подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением. Фигура 2 принципиальная схема другого варианта осуществления средства подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением.Figure 1 is a schematic diagram of an embodiment of a thermal runaway suppressor according to the present invention. Figure 2 is a schematic diagram of another embodiment of the thermal runaway suppressor according to the present invention.
Фигуры с 3 по 6С представляют собой принципиальные схемы различных вариантов осуществления средства подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением.Figures 3 to 6C are schematic diagrams of various embodiments of the thermal runaway suppressor according to the present invention.
Фигуры 7А-7В - принципиальные схемы вариантов осуществления литиевой батареи, оснащенной средством подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением.Figures 7A-7B are schematic diagrams of embodiments of a lithium battery equipped with a thermal runaway suppression means in accordance with the present invention.
Фигура 7С - принципиальная схема варианта осуществления слоя активного вещества, смешанного со средством подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением.Figure 7C is a schematic diagram of an embodiment of an active agent layer mixed with a thermal runaway suppressant according to the present invention.
Фигура 7D - принципиальная схема варианта осуществления сепаратора, покрытого средством подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением. Фигура 7Е принципиальная схема варианта осуществления сепаратора, на поверхности которого находится керамический порошок и средство подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением.Figure 7D is a schematic diagram of an embodiment of a separator coated with a thermal runaway suppressant in accordance with the present invention. Figure 7E is a schematic diagram of an embodiment of a separator on the surface of which is ceramic powder and a thermal runaway suppressor in accordance with the present invention.
Фигура 7F - принципиальная схема варианта осуществления керамического порошка, смешанного со средством подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением.Figure 7F is a schematic diagram of an embodiment of a ceramic powder mixed with a thermal runaway suppressant in accordance with the present invention.
Фигуры 8А-8В - принципиальные схемы вариантов осуществления литиевой батареи, имеющей токосъемный слой со сквозными отверстиями со средством подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением.Figures 8A-8B are schematic diagrams of embodiments of a lithium battery having a through-hole current collection layer with thermal runaway suppression means in accordance with the present invention.
Фигура 9 принципиальная схема другого варианта осуществления литиевой батареи, имеющей токосъемный слой со сквозными отверстиями, со средством подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением.Figure 9 is a schematic diagram of another embodiment of a lithium battery having a through-hole current collection layer with thermal runaway suppression means in accordance with the present invention.
Фигура 10А представляет собой рентгеновскую дифрактограмму, на которой концентрации 30% NaOH(aq), 30% NaAl(OH)4(aq), 30% NaCl(aq), 10% LiOH(aq) и 30% KOH(aq) реагируют с активным веществом положительного электрода с выделением ионов лития.Figure 10A is an X-ray diffraction pattern in which concentrations of 30% NaOH (aq) , 30% NaAl(OH) 4(aq) , 30% NaCl (aq) , 10% LiOH (aq) and 30% KOH (aq) react with active substance of the positive electrode with the release of lithium ions.
Фигура 10В представляет собой рентгеновскую дифрактограмму до и после того, как активное вещество отрицательного электрода с введением ионов лития подвергается воздействию ионов натрия/калия и ионов алюминия.Figure 10B is an X-ray diffraction pattern before and after the active substance of the negative electrode with the introduction of lithium ions is exposed to sodium/potassium ions and aluminum ions.
Фигура 11А показывает кривую напряжения и температуры для испытания на тепловое убегание обычного элемента литиевой батареи.Figure 11A shows a voltage and temperature curve for a thermal runaway test of a conventional lithium battery cell.
Фигура 11В показывает кривую напряжения и температуры для элемента литиевой батареи с подавлением теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением. Фигуры 12А-12С представляют собой изображения результатов капания различных растворов, выбранных из чистой воды, NaOH(aq) и NaAl(OH)4(aq) соответственно, на катод батареи, заряженной на 100%.Figure 11B shows a voltage and temperature curve for a lithium battery cell with thermal runaway suppression in accordance with the present invention. Figures 12A-12C are images of the results of dropping various solutions selected from pure water, NaOH (aq) and NaAl(OH) 4(aq) , respectively, onto the cathode of a 100% charged battery.
Фигуры 13А-13С являются изображениями результатов капания различных растворов, выбранных из чистой воды, NaOH(aq) и NaAl(OH)4(aq) соответственно, на анод батареи, заряженной на 100%.Figures 13A-13C are images of the results of dropping various solutions selected from pure water, NaOH (aq) and NaAl(OH) 4(aq) , respectively, onto the anode of a 100% charged battery.
Фигура 13D - изображение фигуры 13С, на которой пена зажимается зажимным приспособлением.Figure 13D is a view of Figure 13C showing the foam being clamped with a jig.
Фигуры 14А и 14В представляют собой изображения со сканирующего электронного микроскопа катода батареи, заряженной на 40% и 100%, соответственно, на который 30% водный раствор гидроксида натрия капал в течение примерно 1 часа.Figures 14A and 14B are scanning electron microscope images of a battery cathode charged at 40% and 100%, respectively, onto which a 30% aqueous sodium hydroxide solution has been dripped for about 1 hour.
Фигуры 15А и 15В представляют собой изображения со сканирующего электронного микроскопа анода батареи, заряженной на 40% и 100%, соответственно, на который 30% водный раствор гидроксида натрия капал в течение примерно 1 часа.Figures 15A and 15B are scanning electron microscope images of a battery anode charged at 40% and 100%, respectively, onto which a 30% aqueous solution of sodium hydroxide has been dripped for about 1 hour.
Фигуры 16А и 16В - термограммы с дифференциального сканирующего калориметра для катода и анода с использованием 20% NaAl(OH4)(aq).Figures 16A and 16B are differential scanning calorimeter thermograms for cathode and anode using 20% NaAl(OH 4 ) (aq) .
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Настоящее изобретение будет описано в отношении конкретных вариантов осуществления и со ссылкой на определенные фигуры, но изобретение не ограничивается ими, а только патентной формулой изобретения. Любые ссылочные позиции в патентной формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничение объема. Описанные фигуры являются только схематическими и не ограничивают объем изобретения. На фигурах размеры некоторых элементов могут быть преувеличены и не отображаться в масштабе в иллюстративных целях.The present invention will be described with respect to specific embodiments and with reference to certain figures, but the invention is not limited thereto, but only by the patent claims. Any reference positions in the patent claims are not to be construed as limiting the scope. The figures described are only schematic and do not limit the scope of the invention. In the figures, the dimensions of some elements may be exaggerated and not shown to scale for illustrative purposes.
Используемая здесь терминология предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения общей концепции изобретения. Используемые здесь формы единственного числа предназначены для включения также и форм множественного числа, если контекст явно не подразумевает иное. Если не указано иное, все термины (включая технические и научные), используемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в данной области техники, к которой относятся примерные варианты осуществления. Далее следует понимать, что термины, такие как те, которые определены в широко применяемых словарях, должны интерпретироваться как имеющие значение, которое согласуется с их значением в контексте соответствующей области науки и техники, и не должны интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если только это прямо не определено в данном документе.The terminology used here is only intended to describe specific embodiments and is not intended to limit the general concept of the invention. The singular forms used herein are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly dictates otherwise. Unless otherwise indicated, all terms (including technical and scientific) used herein have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art to which the exemplary embodiments relate. It is further to be understood that terms, such as those defined in commonly used dictionaries, are to be interpreted as having a meaning that is consistent with their meaning in the context of the relevant field of science and technology, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense, unless it is not expressly defined in this document.
Ссылка во всем этом описании на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления, включены по крайней мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появление фраз «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» в различных местах данного описания не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления, хотя это возможно. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом, как будет очевидно специалисту в данной области техники из этого раскрытия, в одном или нескольких вариантах осуществления. Прежде всего, обратитесь к фигуре 1, изобретение относится к средству подавления теплового убегания 11 литиевых батарей, которое включает в себя источник пассивирующей смеси 12, источник полярного раствора 14 и изолирующее устройство. Изолирующее устройство предназначено для отделения источника пассивирующей смеси 12 и источника полярного раствора 14 друг от друга, когда температура не превышает предварительно заданного значения. Источник пассивирующей смеси 12 способен высвобождать ионы металла (А), выбираемые из ионов щелочных металлов, отличных от лития, ионов щелочноземельных металлов или их сочетаний, а также ионы амфотерного металла (В). Источник полярного раствора 14 способен высвобождать полярный раствор, предназначенный для переноса ионов металла (А) и ионов амфотерного металла (В) внутрь электрохимической реакционной системы литиевой батареи. Когда ионы металла (А) выбираются из ионов щелочных металлов, отличных от лития, то их предпочтительно выбирать из ионов натрия, ионов калия или их сочетаний. Когда ионы металла (А) выбираются из ионов щелочноземельных металлов, то их предпочтительно выбирать из ионов бериллия, ионов магния или ионов кальция. Ионы амфотерного металла (В) являются ионами алюминия или ионами цинка. Источник полярного раствора 14 представляет собой выделяющее воду соединение, эндотермически разлагающееся с выделением жидкости или чистой воды. Источник пассивирующей смеси 12 представляет собой раствор или безводный порошок. Когда источник пассивирующей смеси 12 является безводным, полярный раствор, высвобождаемый источником полярного раствора 14, может функционировать вместе с источником пассивирующей смеси 12 для диссоциации и высвобождения ионов металла (А) и ионов амфотерного металла (В). Упомянутый выше «перенос» означает, что полярный раствор служит средой передачи для ионов металла (А) и ионов амфотерного металла (В).Reference throughout this specification to "one embodiment" or "an embodiment" means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with an embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Thus, the appearance of the phrases "in one embodiment" or "in an embodiment" in various places in this specification does not necessarily refer to the same embodiment, although it is possible. In addition, specific features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner, as will be apparent to a person skilled in the art from this disclosure, in one or more embodiments. Referring first to FIG. 1, the invention relates to a lithium battery thermal runaway suppression means 11, which includes a
Когда температура средства подавления теплового убегания 11 достигает заданного значения, изолирующее устройство прекращает выполнять свои функции из-за растрескивания, расплавления или разрушения. И источник полярного раствора 14 высвобождает полярный раствор для переноса ионов металла (А) и ионов амфотерного металла (В), высвобожденных источником пассивирующей смеси 12 для вступления в реакцию с активным веществом положительного электрода с выделением ионов лития и активным веществом отрицательного электрода с введением ионов лития. Для активного вещества положительного электрода, ионы металла (А) будут получать электроны от активного вещества положительного электрода с выделением и осаждением ионов лития, а затем мигрировать далее, чтобы захватывать избыточную часть выделяемых ионов лития. Активное вещество положительного электрода с выделением ионов лития переводится из исходного состояния с более высоким электрическим потенциалом и более высокой энергией в кристаллическое состояние оксида металла с более низким электрическим потенциалом и более низкой энергией. Кроме того, его структура нестабильна и легко выделяет кислород в различном виде (О2, O2 -, О-) из-за потери атомов лития в исходном состоянии активного вещества положительного электрода. Атомы металла, образованные ионами металла (А), такими как ионы натрия, с электронами, будут приводиться в движение тепловой энергией, чтобы заполнить пространство, освобождаемое выделяемыми ионами лития, то есть будет происходить интеркаляция, и перестраивать пространственную решетку таким образом, чтобы сформировать новое стабильное состояние, при этом расходуется тепловая энергия. Кроме того, когда атомы металла, образованные ионами металла (А), такого как натрий, заполняют активное вещество положительного электрода, эта новая структура, имеющая стабильное состояние, будет демонстрировать некоторые характеристики натрия, из-за содержания в ней натрия, например, повышенную адсорбцию влаги. Это повысит изолирующие свойства электродов и приведет к снижению производительности. Для активного вещества отрицательного электрода, ионы металла (А) и ионы амфотерного металла (В) будут вступать в реакцию с активным веществом отрицательного электрода с введением ионов лития. Активное вещество отрицательного электрода с введением ионов лития переводится из исходного состояния с более низким электрическим потенциалом и более высокой энергией в состояние неорганического полимера с более высоким электрическим потенциалом и более низкой энергией. Следовательно, данное изобретение позволяет достичь уменьшения энергии активных веществ положительного и отрицательного электродов и напряжения всей батареи за счет применения дополнительных ионов металла (А) и дополнительных ионов амфотерного металла (В), чтобы заблокировать протекание электрохимической реакции с целью эффективного подавления теплового убегания батареи.When the temperature of the thermal runaway suppression means 11 reaches a predetermined value, the insulating device ceases to perform its functions due to cracking, melting or destruction. And the
Кроме того, для описанного выше процесса, когда активное вещество положительного электрода переводится из состояния с более высоким электрическим потенциалом и более высокой энергией в кристаллическое состояние с более низким электрическим потенциалом и более низкой энергией, подробное описание приводится ниже. Активное вещество положительного электрода находится в состоянии выделения ионов лития, а его электрический потенциал более высок. Кроме того, из-за нестабильности кристаллической решетки она легко разрушается и имеет более высокую способность выделять кислород и большие объемы тепловой энергии. Следовательно, как определено выше, активное вещество положительного электрода находится в состоянии с более высоким электрическим потенциалом и более высокой энергией. Когда ионы металла (А) заполняют позиции, откуда выделились ионы лития, т.е. происходит интеркаляция, электрический потенциал активного вещества положительного электрода снижается, и кристаллическая решетка активного вещества положительного электрода становится относительно стабильной. Кроме того, стабильность кристаллической решетки активного вещества положительного электрода повышается, а способность выделять кислород снижается, как и способность резко выделять тепловую энергию. Следовательно, как определено выше, активное вещество положительного электрода находится в состоянии пассивации после реакции с ионами металла (А), что определяет его кристаллическое состояние с более низким электрическим потенциалом и более низкой энергией. Для описанного выше процесса, когда активное вещество отрицательного электрода переводится из состояния с более низким электрическим потенциалом и более высокой энергией в состояние с более высоким электрическим потенциалом и более низкой энергией, подробное описание приводится ниже. Активное вещество отрицательного электрода находится в состоянии с введением ионов лития, и его электрический потенциал ниже. Кроме того, поскольку активное вещество отрицательного электрода получает кислород, высвобождаемый из активного вещества положительного электрода, активное вещество отрицательного электрода склонно к интенсивному горению и высвобождению тепловой энергии. Следовательно, активное вещество отрицательного электрода нестабильно и имеет более высокую способность выделять тепловую энергию. Соответственно, как определено выше, активное вещество отрицательного электрода находится в состоянии с более низким электрическим потенциалом и более высокой энергией. Когда ионы металла (А) и ионы амфотерного металла (В) взаимодействуют с активным веществом отрицательного электрода с введением ионов лития, ионы лития захватываются и образуют полимерное соединение с основным компонентом активного вещества отрицательного электрода, таким как кремний-углерод. Вместе с уменьшением способности активного вещества положительного электрода выделять кислород, способность активного вещества отрицательного электрода бурно выделять тепловую энергию также снижается. Следовательно, как определено выше, активное вещество отрицательного электрода после взаимодействия с ионами металла (А) и ионами амфотерного металла (В) находится в состоянии пассивации, которое определяется как состояние полимерного соединения с более высоким электрическим потенциалом и более низкой энергией. В этом состоянии активное вещество отрицательного электрода превращается в геополимер, который представляет собой низкоуглеродистый цемент.В этом варианте осуществления источник пассивирующей смеси 12 включает в себя по крайней мере одно соединение, которое способно разлагаться и высвобождать ионы металла (А) и ионы амфотерного металла (В). Например, соединение, способное отдавать ионы металла (А), может представлять собой NaOH, KОН, NaCl, NaNO3, KNO3 или другое подобное. Соединение, способное отдавать ионы амфотерных металлов (В), может представлять собой АlСl3, АlBr3, AlI3, Al(NO3)3, AlClO4, AlF3, АlН3, Zn(OH)2 или другое подобное. Кроме того, источник пассивирующей смеси 12 может быть соединением, способным одновременно служить источником как ионов металла (А), так и ионов амфотерного металла (В), таким как NaAl(OH)4 или другим подобным. Но это всего лишь примеры, не предназначенные для ограничения типа и количества соединений, используемых в настоящем изобретении.In addition, for the above-described process, when the positive electrode active substance is transferred from a state of higher electric potential and higher energy to a crystalline state of lower electric potential and lower energy, a detailed description will be given below. The active substance of the positive electrode is in the state of releasing lithium ions, and its electrical potential is higher. In addition, due to the instability of the crystal lattice, it is easily destroyed and has a higher ability to release oxygen and large amounts of thermal energy. Therefore, as defined above, the positive electrode active substance is in a state of higher electrical potential and higher energy. When metal ions (A) fill the positions from which lithium ions were released, i.e. intercalation occurs, the electric potential of the positive electrode active substance decreases, and the crystal lattice of the positive electrode active substance becomes relatively stable. In addition, the crystal lattice stability of the positive electrode active substance is increased, and the oxygen releasing capability is reduced, as is the thermal energy releasing capability. Therefore, as defined above, the positive electrode active substance is in a state of passivation after reaction with metal ions (A), which determines its crystalline state with a lower electrical potential and lower energy. For the process described above, when the negative electrode active substance is transferred from a state of lower electric potential and higher energy to a state of higher electric potential and lower energy, a detailed description will be given below. The active substance of the negative electrode is in a state of introducing lithium ions, and its electrical potential is lower. In addition, since the negative electrode active substance receives oxygen released from the positive electrode active substance, the negative electrode active substance is prone to intense combustion and release of heat energy. Therefore, the active substance of the negative electrode is unstable and has a higher thermal energy release capability. Accordingly, as defined above, the negative electrode active substance is in a state of lower electrical potential and higher energy. When metal ions (A) and amphoteric metal ions (B) interact with the negative electrode active substance to introduce lithium ions, the lithium ions are captured and form a polymer compound with the main component of the negative electrode active substance such as silicon-carbon. Along with the decrease in the ability of the positive electrode active substance to release oxygen, the ability of the negative electrode active substance to vigorously generate heat energy also decreases. Therefore, as defined above, the active substance of the negative electrode, after interaction with metal ions (A) and amphoteric metal ions (B), is in a passivation state, which is defined as a state of a polymer compound with a higher electrical potential and lower energy. In this state, the active substance of the negative electrode is converted into a geopolymer, which is a low-carbon cement. In this embodiment, the
Вышеупомянутое высвобождающее воду соединение, эндотермически разлагающееся с выделением воды, может быть выбрано из Аl(ОН)3, Аl(ОН)3⋅Н2O, Mg(OH)2, ΝΗ4Η2ΡO4, NaHCO3, CH3COONa⋅3H2O, ZnOB2O3H2O, Na2B4O7⋅10H2O, безводный CaCl, CaCl⋅H2O, CaCl⋅2H2O, CaCl⋅4H2O, MgCl⋅6H2O, KAl(SO4)2⋅12H2O, Zn(OH)2, Ba(OH)2⋅8H2O, LiOH или их сочетаний.The aforementioned water-releasing compound endothermically decomposed to release water may be selected from Al(OH) 3 , Al(OH) 3 ⋅H 2 O, Mg(OH) 2 , ΝΗ 4 Η 2 ΡO 4 , NaHCO 3 , CH 3 COONa ⋅3H 2 O, ZnOB 2 O 3 H 2 O, Na 2 B 4 O 7 ⋅10H 2 O, anhydrous CaCl, CaCl⋅H 2 O, CaCl⋅2H 2 O, CaCl⋅4H 2 O, MgCl⋅6H 2 O , KAl(SO 4 ) 2 ⋅12H 2 O, Zn(OH) 2 , Ba(OH) 2 ⋅8H 2 O, LiOH or combinations thereof.
Изолирующее устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяет не только избежать нестабильности, вызванной прямым контактом различных веществ источника пассивирующей смеси 12 и источника полярного раствора 14, но также ограждать источник пассивирующей смеси 12 и источник полярного раствора 14 от воздействия элементов внешней среды, таких как компоненты электрохимической реакционной системы. Изолирующее устройство может представлять собой оболочку 26 без отверстий. Материал оболочки 26 определяется содержащимся в ней соединением. Например, когда источник полярного раствора 14 выбран из высвобождающих воду материалов, материал оболочки 26, используемой для содержания безводного источника пассивирующей смеси 12 и/или источника полярного раствора 14, выбирается из материала, который легко растворяется в воде, такого как желатин, гуммиарабик, хитозан, казеинат натрия, крахмал, лактоза, мальтодекстрин, поли-L-лизин/альгинат, полиэтиленимин/альгинат, альгинат кальция, поливиниловый спирт. Когда материалом источника полярного раствора 14 является чистая вода, материал оболочки 26, используемой для содержания источника полярного раствора 14, выбирается из материалов, которые трудно растворить в воде, таких как этилцеллюлоза, полиэтилен, полиметакрилат, нитрат целлюлозы, силиконы, парафин, карнаубский воск, стеариновая кислота, жирные спирты, стеариловый спирт, жирные кислоты, углеводородная смола, моноацилглицерин, диацилглицерин и триацилглицерин.The isolating device according to the present invention not only avoids instability caused by direct contact of various substances of the
Когда материалом источника полярного раствора 14 является чистая вода, для увеличения температуры испарения воды в источник полярного раствора 14 может быть добавлен кипящий при высокой температуре гидрофильный материал, такой как глицерин или ДМСО (диметилсульфоксид). Кроме того, когда источник пассивирующей смеси 12 и источник полярного раствора 14 оба находятся в безводном состоянии, изолирующее устройство может представлять собой полимерную пленку 23 со сквозными отверстиями 25, закрывающую источник пассивирующей смеси 12 или источник полярного раствора 14, как показано на фигуре 2. В этом варианте осуществления полимерная пленка 23 со сквозными отверстиями 25 используется для покрытия материалов в не текучем состоянии. Когда источник полярного раствора 14 высвобождает полярный раствор, полярный раствор будет контактировать с источником пассивирующей смеси 12 через сквозные отверстия 25 в качестве пути передачи. Полимерная пленка 23 может включать пленкообразующий реагент, как описано ниже.When the material of the
Размер частиц оболочки 26 предпочтительно составляет от 1 до 100 микрон. И оболочка 26 может быть создана с использованием физического или химического процесса. Физический процесс может быть, например, фазовым переходом из твердого в жидкое состояние на основе изменения температуры или испарения растворителя. Химический процесс может представлять собой полимеризацию небольших мономеров. Кроме того, источник пассивирующей смеси 12 и/или источник полярного раствора 14 средства подавления теплового убегания 11 смешивают с пленкообразующим реагентом для образования средства подавления теплового убегания пленочного типа 10. Например, как показано на фигуре 3, источник пассивирующей смеси 12 и источник полярного раствора 14 смешивают с требующим растворителя пленкообразующим реагентом 16 для образования средства подавления теплового убегания пленочного типа 10 путем процессов смешивания, нанесения покрытия, сушки и прессования. Кроме того, источник пассивирующей смеси 12 и источник полярного раствора 14 заключаются в оболочку 26 для отделения источника пассивирующей смеси 12 и источника полярного раствора 14 друг от друга. Для предотвращения воздействия внешней среды, такого как воздействие электролита электрохимической реакционной системы на источник пассивирующей смеси 12 и источник полярного раствора 14, на средство подавления теплового убегания пленочного типа 10 наносится защитный слой, который действует как еще одно изолирующее устройство, как показано на фигуре 4. Также, пленкообразующий реагент 16, не требующий растворителя, используется для смешивания с источником пассивирующей смеси 12 и источником полярного раствора 14 для образования средства подавления теплового убегания пленочного типа 10 посредством процесса термического прессования. Соответственно, процесс сушки для удаления растворителя не требуется. Пленкообразующий реагент 16 не требующий растворителя может быть политетрафторэтиленом (PTFE). С другой стороны, пленкообразующий реагент 16, требующий растворителя, предпочтительно выбирается из материалов, растворитель которых удаляется при температуре около 80°С, таких как поливинилиденфторид-гексафторпропилен (PVDF-HFP) с использованием в качестве растворителя ацетона, полиуретан (PU) с использованием в качестве растворителя бутанона или стирол-бутадиеновый каучук (SBR), карбоксиметилцеллюлоза (CMC) или полиакриловая кислота (РАА) с использованием в качестве растворителя воды.The particle size of the
В упомянутых выше вариантах осуществления источник пассивирующей смеси 12 и источник полярного раствора 14 смешивают вместе, и оболочка 26 или полимерная пленка 23 со сквозными отверстиями 25 служат в качестве изолирующего устройства. В следующем варианте осуществления источник пассивирующей смеси 12 и источник полярного раствора 14 расположены отдельно друг от друга. Пожалуйста, обратитесь к фигуре 5, источник полярного раствора 14 средства подавления теплового убегания 10 прикреплен к конструкционной подложке 22. Источник пассивирующей смеси 12 смешивается с пленкообразующим реагентом 16 для образования пленки 17. Во избежание нестабильности, вызываемой прямым контактом источника пассивирующей смеси 12 и источника полярного раствора 14, на внешнюю поверхность конструкционной подложки 22 наносят защитный слой 18, который функционирует как изолирующее устройство. Также, внешняя поверхность пленки 17 содержит защитный слой 18. Конструкционная подложка 22 может быть изготовлена из полимера, например, полиакриловой кислоты (РАА), полиакрилата натрия, карбоксиметилцеллюлозы (CMC), полиуретанового полимера, гуаровой камеди, натриевой соли альгиновой кислоты, полиэтиленимина (PEI), полиэтиленоксида (РЕО) и поливинипирролидона (PVP). Когда конструкционная подложка 22 состоит из волокон, таких как нетканый материал, то этот материал может быть полипропиленом (РР), полиэтилентерефталатом (PET) и т.п.или стекловолокном. Конструкционная подложка 22 также может состоять из полиметилметакрилата (РММА) и поликарбонатов (PC). Кроме того, когда конструкционная подложка 22 выбрана из материалов, находящихся в гелеобразном состоянии, способных абсорбировать растворы, таких как альгинат натрия и полиакрилат натрия, они могут непосредственно абсорбировать соединения в состоянии раствора. Когда конструкционная подложка 22 выбрана из материалов, которые находятся в гелеобразном состоянии, другие виды конструкционной подложки с отверстиями, такие как нетканые волокна, могут быть также использованы.In the above embodiments, the
Защитный слой 18 может состоять из термочувствительного разлагаемого материала, который выбирается из парафинового масла, микрокристаллического воска, полиэтиленового воска, полиэтилена низкой плотности, политранс-1,4-бутадиена, политетраметиленоксида, изотактического полиметилметакрилата, полиэтиленоксида, полиэтиле надипата, изотактического поли-1-бутена, полиэтилена. Кроме того, термочувствительный разлагаемый материал для снижения температуры размягчения смешивают с минеральным маслом.The
Упомянутые выше способы защиты или формирования пленки для источника пассивирующей смеси 12 и источника полярного раствора 14 можно сочетать друг с другом, не ограничиваясь только теми, которые указаны на фигурах или в описании. Например, когда источник пассивирующей смеси 12 состоит из двух соединений 121, 122, соединение 121 покрывается оболочкой 26 и смешивается с источником полярного раствора 14 и пленкообразующим реагентом 16 с помощью процессов смешивания, нанесения покрытия, сушки и прессования для образования первой пленки 28. Соединение 122 покрывается оболочкой 26 и смешивается с пленкообразующим реагентом 16 с помощью процессов смешивания, нанесения покрытия, сушки и прессования для образования второй пленки 29. Вторая пленка 29 прикрепляется к поверхности первой пленки 28 для образования слоистой структуры. Защитный слой 18 используется для покрытия первой пленки 28 и второй пленки 29, чтобы защитить их от воздействия внешней среды, как показано на фигуре 6А.The above methods for protecting or forming a film for the
Кроме того, на фигурах 6В и 6С показаны другие варианты осуществления пленки 10. Пожалуйста, обратитесь к фигуре 6В, соединение 122 относится к растворимому типу и прикреплено к конструкционной подложке 22 с помощью инкапсуляции защитного слоя 18. Соединение 121 смешивается с источником полярного раствора 14 и пленкообразующим реагентом 16 и инкапсулируется с оболочкой 26 для образования пленки. Пожалуйста, обратитесь к фигуре 6С, соединения 121, 122 смешиваются с источником полярного раствора 14 и пленкообразующим реагентом 16 и инкапсулируются с оболочкой 26 для образования пленки, соответственно. Специалисты в данной области техники могут менять или сочетать способы защиты или формирования пленки. Такие изменения не следует рассматривать как отклонение от сущности и объема изобретения.In addition, figures 6B and 6C show other embodiments of the
Пожалуйста, обратитесь к фигурам 7А и 7В, на которых изображена конструкция литиевой батареи, оснащенной средством подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением. На практике, используемое для защиты средства подавления теплового убегания от воздействия внешней среды изолирующее устройство, расположенное между упаковочным компонентом 32 и электрохимической системой 34, может быть изменено без влияния на нормальную работу электрохимической системы. Например, в случае спиральной цилиндрической литиевой батареи, показанной на фигуре 7В, или литиевой батареи квадратного типа, показанной на фигуре 7С, устройство подавления теплового убегания пленочного типа 10 с защитным слоем 18 может быть приспособлено для предотвращения контакта электрохимической системы и источника пассивирующей смеси 12 или источника полярного раствора 14 друг с другом. Также может применяться литиевая батарея с алюминиевой пластиковой пленкой. В качестве альтернативы, средство подавления теплового убегания 11, используя оболочку 26 в качестве изолирующего устройства для инкапсуляции источника пассивирующей смеси 12 или источника полярного раствора 14, смешивают с активным веществом 33 электрохимической реакционной системы литиевой батареи, как показано на фигуре 7С, или же наносят на поверхность полимерного сепаратора 37 литиевой батареи, как показано на фигуре 7D. Кроме того, поверхность полимерного сепаратора 37 также может быть покрыта армирующим материалом, включая керамический порошок 36, как показано на фигуре 7Е, или смешана с керамическим порошком 36 керамического сепаратора без подложки, как показано на фигуре 7F. Керамические порошки 36 могут обладать ионной проводимостью или не иметь ионной проводимости, или же они могут быть смешаны с электролитом (жидким или твердым). В этих вариантах осуществления оболочка 26 используется в качестве защитного устройства для предотвращения реакции источника пассивирующей смеси 12 и источника полярного раствора 14 друг с другом или с компонентами электрохимической реакционной системы, когда температура не достигает заданных значений.Please refer to Figures 7A and 7B which show the construction of a lithium battery equipped with a thermal runaway suppression means according to the present invention. In practice, the insulating device located between the
Более того, в случае, если токосъемный слой служит корпусом литиевой батареи, как показано на фигуре 8А, средство подавления теплового убегания 10 в соответствии с настоящим изобретением расположено на открытой стороне, то есть на внешней поверхности первого токосъемного слоя 302 литиевой батареи 30. Первый токосъемный слой 302 содержит множество крошечных сквозных отверстий 303. При такой конструкции, из-за того, что средство подавления теплового убегания 10 расположено вне литиевой батареи 30, оно не повлияет на эффективность или структуру электрохимической реакционной системы литиевой батареи 30. Средство подавления теплового убегания 10 в соответствии с настоящим изобретением расположено на поверхности первого токосъемного слоя 302 литиевой батареи 30. Первый токосъемный слой 302 может быть положительным токосъемным слоем или отрицательным токосъемным слоем. Когда температура первого токосъемного слоя 302 достигает заданного значения, например 70-130°С, и тепло передается средству подавления теплового убегания 10, средство подавления теплового убегания 10 высвобождает ионы металла (А), например, ионы щелочных металлов, отличных от лития, ионы щелочноземельных металлов или их сочетания и ионы амфотерного металла (В). Полярный раствор переносит ионы металла (А) и ионы амфотерного металла (В) через сквозные отверстия 303 внутрь электрохимической реакционной системы, где они вступают в реакцию с активным веществом положительного электрода и активным веществом отрицательного электрода.Moreover, in the case where the current collection layer serves as a lithium battery case as shown in FIG. the
Литиевая батарея 30 включает в себя первый токосъемный слой 302, второй токосъемный слой 304, клеевой каркас 306, электрохимическую реакционную систему, сепаратор 312 и систему электролита. Клеевой каркас 306 расположен между первым токосъемным слоем 302 и вторым токосъемным слоем 304. Один конец клеевого каркаса 306 приклеен к первому токосъемному слою 302, а второй конец клеевого каркаса 306 приклеен ко второму токосъемному слою 304. Первый токосъемный слой 302, второй токосъемный слой 304 и клеевой каркас 306 образуют замкнутое пространство (сквозные отверстия 303 здесь не рассматриваются). Электрохимическая реакционная система расположена в замкнутом пространстве, которое включает в себя первый слой активного вещества 308, смежный с первым токосъемным слоем 302, и второй слой активного вещества 310, смежный со вторым токосъемным слоем 304. Первый слой активного вещества 308 и второй слой активного вещества 310 представляют собой, соответственно, слои активных веществ положительного и отрицательного электродов. Сепаратор 312 расположен между первым слоем активного вещества 308 и вторым слоем активного вещества 310 и имеет характеристики ионной проводимости и электроизоляционные свойства. Система электролита расположена в замкнутом пространстве и пропитана или смешана в первом слое активного вещества 308 и втором слое активного вещества 310 для использования в переносе ионов. Кроме того, первый слой активного вещества 308 и второй слой активного вещества 310 могут дополнительно включать в себя электропроводящие материалы и адгезивные материалы. Поскольку эти части не являются техническими особенностями данного изобретения, подробное описание здесь опускается. Кроме того, материал сепаратора 312 литиевой батареи 30 состоит из твердого электролита или электроизоляционного слоя с отверстиями, сформированного из полимерного материала с покрытием из керамических порошков на его поверхности. Также, сепаратор 312 может быть сформирован путем укладки только керамических порошков с использованием связующего вещества. Керамические порошки могут не обладать ионной проводимостью или же они могут иметь ионную проводимость. Сквозные отверстия 303 проходят через первый токосъемный слой 302 для соединения его верхней и нижней поверхностей. Следовательно, один конец сквозных отверстий 303 открыт во внешнюю среду литиевой батареи 30, а другой конец соединен с электрохимической реакционной системой литиевой батареи 30.The
Первый токосъемный слой 302, второй токосъемный слой 304 и клеевой каркас 306 используются в качестве упаковочного компонента батареи. Клеевой каркас 306 изготавливается из полимерного материала без особых требований к нему, если он способен приклеиваться к поверхностям первого и второго токосъемных слоев 302, 304 и быть достаточно прочным для системы электролита. Однако предпочтительнее использовать термореактивную смолу, например, силикон. Активное вещество отрицательного электрода может быть углеродным материалом, материалом на основе кремния или их смесью. Примеры углеродных материалов включают графитизированные углеродные материалы и аморфные углеродные материалы, такие как природный графит, модифицированный графит, частицы графитированного мезофазного углерода, мягкие углеродные материалы, такие как кокс, и некоторые твердые углеродные материалы. Материалы на основе кремния включают кремний, оксиды кремния, композитные кремний-углеродные материалы и кремниевые сплавы.The first
Кроме того, принимаются меры для предотвращения взаимодействия источников 12, 14 с электрохимической реакционной системой, происходящего через предварительно сформированные сквозные отверстия, например, утечек электролита, влияющих на источники 12, 14 или проникновения источников 12, 14 внутрь электрохимической реакционной системы с влиянием на нее. Соответственно, на одном конце сквозных отверстий 303 токосъемного слоя 302 расположен удаляемый затворный слой 41, временно закрывающий отверстия, как показано на фигуре 8 В. Для открытия сквозных отверстий затворный слой 41 разрушается. Например, затворный слой 41 может быть изготовлен из материалов, которые могут быть разрушены травлением, а материалы для травления затворного слоя 205 могут содержаться в источнике пассивирующей смеси 12 или же наноситься дополнительно. Затворный слой 41 также может быть изготовлен из термочувствительного материала, который может плавиться при нагреве, выступающем в качестве разрушающего механизма, или затворный слой 41 может быть изготовлен из материала, на который можно воздействовать и который можно удалить с помощью полярного раствора.In addition, measures are taken to prevent
Также, средство подавления теплового убегания 10 в соответствии с настоящим изобретением может быть расположено между двумя литиевыми батареями, как показано на фигуре 9.Also, the thermal runaway suppression means 10 according to the present invention may be disposed between two lithium batteries as shown in Figure 9.
Средство подавления/подавитель теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением также может быть применен к литиевой батарее, электрохимическая реакционная система которой подверглась воздействию теплового убегания. Упомянутый здесь термин «подверглась воздействию» относится к ситуации, когда появляются швы или поры, которые позволяют средству подавления теплового убегания просачиваться через них. Например, средство подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве наполнителя огнетушителя, распыляемого на литиевую батарею во время возникновения в ней теплового убегания для прекращения электрохимической реакции. В качестве альтернативы, средство подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением смешивается в системе охлаждения литиевой батареи электромобиля. Когда система управления питанием аккумуляторной батареи обнаруживает аномально высокую температуру, средство подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением может быть впрыснуто в охлаждающую жидкость. Когда отверстия открываются вследствие распухания батареи, средство подавления теплового убегания попадает в электрохимическую реакционную систему и вступает в реакцию, подавляя состояние теплового убегания литиевой батареи.The thermal runaway suppressor/suppressor according to the present invention can also be applied to a lithium battery whose electrochemical reaction system has been subjected to thermal runaway. The term "exposed" as used herein refers to a situation where seams or pores appear that allow the thermal escape suppressant to seep through. For example, the thermal runaway suppressant according to the present invention is used as a fire extinguisher filler sprayed onto a lithium battery at the time thermal runaway occurs therein to stop the electrochemical reaction. Alternatively, the thermal runaway suppressant according to the present invention is mixed in the cooling system of the lithium battery of the electric vehicle. When the battery power management system detects an abnormally high temperature, the thermal runaway suppressor according to the present invention may be injected into the coolant. When the holes open due to swelling of the battery, the thermal runaway suppressor enters the electrochemical reaction system and reacts to suppress the thermal runaway state of the lithium battery.
Продолжая, необходимо убедиться, что средство подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением может воздействовать на активные вещества положительного электрода с выделением ионов лития и активные вещества отрицательного электрода с введением ионов лития. В данном эксперименте активным веществом положительного электрода является NMC811, а активным веществом отрицательного электрода кремний-углерод.Continuing, it is necessary to make sure that the thermal runaway suppression agent according to the present invention can act on positive electrode actives to release lithium ions and negative electrode actives to introduce lithium ions. In this experiment, the active substance of the positive electrode is NMC811, and the active substance of the negative electrode is silicon-carbon.
Пожалуйста, обратитесь к фигуре 10А, которая представляет собой рентгеновскую дифрактограмму, на которой концентрации 30% NaOH, 30% NaAl(OH)4, 30% NaCl, 10% LiOH, and 30% KОН реагируют с активным веществом положительного электрода с выделением ионов лития. Из фигуры видно, что после того, как NMC811 с выделением ионов лития прореагирует с ионами натрия или калия, характеристический пик (указанный стрелками) NMC811 больше не существует, а структура кристаллической решетки изменилась из-за введения в нее ионов натрия или калия. Это может быть связано с тем, что ионы натрия/калия, имеющие более крупный размер, больший вес и более высокую потенциальную энергию, поглощают электроны на поверхности активного вещества положительного электрода с образованием атомов натрия/калия. И за счет поглощения тепловой энергии они будут перемещаться на места выделяемых ионов лития, т.е. будет происходить интеркаляция, формируя более стабильную структуру с более низкой энергией.Please refer to Figure 10A which is an X-ray diffraction pattern in which concentrations of 30% NaOH, 30% NaAl(OH) 4 , 30% NaCl, 10% LiOH, and 30% KOH react with the positive electrode active material to release lithium ions . It can be seen from the figure that after NMC811 reacts with sodium or potassium ions to release lithium ions, the characteristic peak (indicated by arrows) of NMC811 no longer exists, and the crystal lattice structure has changed due to the introduction of sodium or potassium ions into it. This may be because sodium/potassium ions, which have a larger size, higher weight and higher potential energy, absorb electrons on the surface of the active substance of the positive electrode to form sodium/potassium atoms. And due to the absorption of thermal energy, they will move to the places of the released lithium ions, i.e. intercalation will occur, forming a more stable, lower energy structure.
Пожалуйста, обратитесь к фигуре 10В, которая представляет собой рентгеновскую дифрактограмму до и после того, как активное вещество отрицательного электрода с введением ионов лития вступает в реакцию с ионами натрия/калия и ионами алюминия. Очевидно, что характерные пики, представляющие сплавы лития и кремния, полностью исчезли. Это означает, что сплавы лития и кремния превратились в полимерные соединения с более низкой энергией. Можно предположить, что ионы натрия и ионы алюминия образуют неорганический полимер, то есть геополимер, с кремнием. Структура этого полимера - Mn[-(SiO2)z-AlO2]n⋅wH2O, где z - молярное отношение атомов Si/Al, Ζ=1, 2, 3 или больше 3, Μ - катион, такой как ион калия (K+) или ион натрия (Na+), n - степень полимеризации, a w - молярное количество кристаллизационной воды. Это неорганическое соединение представляет собой структуру с замкнутой кристаллической решеткой, подобную цеолиту, поэтому оно может переводить активные вещества отрицательного электрода с введением ионов лития в состояние с более высоким электрическим потенциалом и более низкой энергией.Please refer to Figure 10B, which is an X-ray diffraction pattern before and after the negative electrode active material reacts with sodium/potassium ions and aluminum ions with the introduction of lithium ions. Obviously, the characteristic peaks representing alloys of lithium and silicon have completely disappeared. This means that lithium and silicon alloys have evolved into lower energy polymeric compounds. It can be assumed that sodium ions and aluminum ions form an inorganic polymer, i.e. a geopolymer, with silicon. The structure of this polymer is M n [-(SiO 2 ) z -AlO 2 ] n⋅ wH 2 O, where z is the molar ratio of Si/Al atoms, Ζ=1, 2, 3 or greater than 3, Μ is a cation such as potassium ion (K + ) or sodium ion (Na + ), n is the degree of polymerization, aw is the molar amount of water of crystallization. This inorganic compound is a closed-lattice structure similar to zeolite, so it can bring lithium ions into the negative electrode actives to a state of higher electric potential and lower energy.
Пожалуйста, обратитесь к фигурам 11А и 11В. Фигура 11А показывает кривую напряжения и температуры для испытания на тепловое убегание обычного элемента литиевой батареи. Фигура 11В показывает кривую напряжения и температуры для элемента литиевой батареи, выполняющего подавление теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на фигурах, при тепловом убегании и выделении тепла напряжение обычного литиевого аккумуляторного элемента начинает падать после того, как температура достигает примерно 500°С. Однако для элемента литиевой батареи с подавлением теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением напряжение начинает падать после того, как температура достигает около 100°С, блокируя протекание электрохимической реакции, чтобы эффективно избежать теплового убегания.Please refer to figures 11A and 11B. Figure 11A shows a voltage and temperature curve for a thermal runaway test of a conventional lithium battery cell. Figure 11B shows a voltage and temperature curve for a lithium battery cell performing thermal runaway suppression in accordance with the present invention. As shown in the figures, during thermal runaway and heat generation, the voltage of a conventional lithium battery cell starts to drop after the temperature reaches about 500°C. However, for the thermal runaway suppression lithium battery cell according to the present invention, the voltage starts to drop after the temperature reaches about 100°C, blocking the electrochemical reaction from proceeding to effectively avoid thermal runaway.
Фигуры 12А-12С представляют собой изображения результатов капания различных растворов, выбранных, соответственно, из чистой воды, NaOH(aq) и NaAl(OH4)(aq), на катод батареи, заряженной на 100%. На фигуре 12А видно, что катод не вступает в реакцию с чистой водой. На фигурах 12В и 12С видно, что NaOH(aq) и NaAl(OH4)(aq) образуют на поверхности катода капли в гидрофобном состоянии, и в каплях присутствует множество крошечных пузырьков.Figures 12A-12C are images of the results of dropping various solutions, selected respectively from pure water, NaOH (aq) and NaAl(OH 4 ) (aq) onto the cathode of a 100% charged battery. Figure 12A shows that the cathode does not react with pure water. Figures 12B and 12C show that NaOH (aq) and NaAl(OH 4 ) (aq) form droplets in the hydrophobic state on the cathode surface and many tiny bubbles are present in the droplets.
Фигуры 13А-13С являются изображениями результатов капания различных растворов, выбранных, соответственно, из чистой воды, NaOH(aq) и NaAl(OH4)(aq) на анод батареи, заряженной на 100%. На фигуре 13А видно, что оставшийся в аноде литий вступает в интенсивную реакцию с чистой водой, что приводит к растрескиванию анода. На фигурах 13В и 13С можно видеть, что NaOH(aq) и NaAl(OH4)(aq) образуют на поверхности анода неорганический полимер с пузырьками, похожими на пену. Кроме того, часть неорганического полимера может быть зажата зажимным приспособлением, как показано на фигуре 13D.Figures 13A-13C are depictions of the results of dropping various solutions, respectively selected from pure water, NaOH (aq) and NaAl(OH 4 ) (aq) onto the anode of a 100% charged battery. Figure 13A shows that the lithium remaining in the anode reacts vigorously with pure water, resulting in cracking of the anode. In Figures 13B and 13C, it can be seen that NaOH (aq) and NaAl(OH 4 ) (aq) form an inorganic polymer with foam-like bubbles on the anode surface. In addition, a portion of the inorganic polymer may be clamped by a jig, as shown in Figure 13D.
Фигуры 14А и 14В представляют собой изображения со сканирующего электронного микроскопа катода батареи, заряженной на 40% и 100%, соответственно, при этом 30% раствор гидроксида натрия капал на него в течение примерно 1 часа, для очистки поверхности использовались DMC (диметилкарбонат) и чистая вода, и затем он просушивался в течение 8 часов при 60°С. Как показано на фигурах, для катода батареи, заряженной на 40%, из-за более низкой степени выделения ионов лития, введение ионов натрия на место выделенных ионов лития в катоде не оказывает на него существенного влияния. Однако неровности топографии поверхности катода уже становятся значительными. Для катода батареи, заряженной на 100%, из-за более высокой степени выделения ионов лития, введение ионов натрия на место выделенных ионов лития в катоде уже оказывает на него существенное влияние. Смещение решетки и неровность топографии поверхности катода батареи, заряженной на 100%, также очень значительны. И можно заметить, что некоторые части поверхности даже имеют следы растрескивания. Фигуры 15А и 15В представляют собой изображения со сканирующего электронного микроскопа анода батареи, заряженной на 40% и 100%, соответственно, при этом 30% раствор гидроксида натрия капал на него в течение примерно 1 часа, для очистки поверхности использовались DMC (диметилкарбонат) и чистая вода, и затем он просушивался в течение 8 часов при 60°С. Как показано на фигурах, гидроксид натрия превращает части анода батареи, заряженной на 40%, в неорганический полимер (геополимер), а также он имеет игольчатую структуру коллоидной кремнеземной кислоты. Для анода батареи, заряженной на 100%, игольчатая структура еще более очевидна.Figures 14A and 14B are scanning electron microscope images of a battery cathode charged at 40% and 100%, respectively, with 30% sodium hydroxide solution dripping on it for about 1 hour, DMC (dimethyl carbonate) and pure water, and then it was dried for 8 hours at 60°C. As shown in the figures, for a 40% charged battery cathode, due to the lower lithium ion release rate, the introduction of sodium ions in place of the released lithium ions in the cathode does not significantly affect it. However, the irregularities of the topography of the cathode surface are already becoming significant. For a battery cathode charged at 100%, due to the higher degree of lithium ion release, the introduction of sodium ions in place of the released lithium ions in the cathode already has a significant effect on it. The grid shift and the topography roughness of the cathode surface of a 100% charged battery are also very significant. And you can see that some parts of the surface even have traces of cracking. Figures 15A and 15B are scanning electron microscope images of a battery anode charged at 40% and 100%, respectively, with 30% sodium hydroxide solution dripped on it for about 1 hour, DMC (dimethyl carbonate) and pure water, and then it was dried for 8 hours at 60°C. As shown in the figures, sodium hydroxide converts the anode parts of a 40% charged battery into an inorganic polymer (geopolymer) and it also has an acicular structure of colloidal silica. For the anode of a 100% charged battery, the needle structure is even more obvious.
Кроме того, чтобы удостовериться в упомянутой выше более низкой энергии катода и анода, обратитесь к фигурам 16А и 16В, которые представляют собой термограммы с дифференциального сканирующего калориметра для катода и анода с использованием 20% NaAl(OH4)(aq). На фигуре 16А можно ясно видеть, что пик теплового потока катода при температуре около 210°С, очевидно, исчез, и пик теплового потока анода при температуре около 180°С, как видно на фигуре 16В, очевидно, также исчез. Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает средство подавления теплового убегания литиевых батарей и его соответствующее применение. Когда температура литиевой батареи достигает заданного значения, например, 70-130°С, изолирующее устройство разрушается, и полярный раствор переносит ионы металла (А), например, ионы щелочного металла, отличного от лития, ионы щелочноземельного металла или их сочетание, а также ионы амфотерного металла (В) в электрохимическую реакционную систему и вступает в реакцию с активным веществом положительного электрода с выделением ионов лития и активным веществом отрицательного электрода с введением ионов лития, переводя их в состояние с более низкой энергией. Напряжение всей батареи снижается, а протекание электрохимической реакции блокируется, чтобы предотвратить возникновение теплового убегания. Более того, по сравнению с традиционными способами, способ подавления теплового убегания в соответствии с настоящим изобретением выполняется непосредственно на поверхности активных материалов, которые генерируют максимальную энергию, вызывающую тепловое убегание, и являются основными реагентами всей электрохимической реакции. Кроме того, ионы металла (А), такие как ионы щелочных металлов, отличных от лития, ионы щелочноземельных металлов или их сочетание, будут приводиться в движение полученной тепловой энергией, заполняя или интеркалируя выделенные ионы лития, и перестраивая кристаллическую решетку таким образом, чтобы сформировать новое стабильное состояние, одновременно потребляя тепловую энергию. Также подавляется выделение кислорода, вызванное структурной нестабильностью, и происходящая из-за этого неконтролируемая цепная реакция. Активные вещества отрицательного электрода с введением ионов лития будут взаимодействовать с ионами металла (А), такими как ионы щелочного металла, отличного от лития, ионы щелочноземельного металла или их сочетанием, а также ионами алюминия с образованием полимерных соединений с более низкой энергией. В результате, как активные вещества положительного электрода, так и активные вещества отрицательного электрода останутся в состоянии с более низкой энергией, повышая безопасность литиевых батарей, эффективно и быстро прекращая тепловое убегание в них.In addition, to verify the lower cathode and anode energies mentioned above, refer to Figures 16A and 16B, which are differential scanning calorimeter thermograms for cathode and anode using 20% NaAl(OH 4 ) (aq) . In Figure 16A, it can be clearly seen that the cathode heat flux peak at about 210°C has apparently disappeared, and the anode heat flux peak at about 180°C, as seen in Figure 16B, has also apparently disappeared. Accordingly, the present invention provides a means for suppressing the thermal runaway of lithium batteries and its corresponding application. When the temperature of the lithium battery reaches a predetermined value, such as 70-130°C, the insulating device breaks down and the polar solution carries metal (A) ions, such as alkali metal ions other than lithium, alkaline earth metal ions, or a combination thereof, and ions amphoteric metal (B) into the electrochemical reaction system and reacts with the active substance of the positive electrode to release lithium ions and the active substance of the negative electrode to introduce lithium ions into a lower energy state. The voltage of the entire battery is reduced and the electrochemical reaction is blocked to prevent thermal runaway from occurring. Moreover, compared with conventional methods, the method of suppressing thermal runaway according to the present invention is performed directly on the surface of active materials, which generate the maximum energy causing thermal runaway and are the main reactants of the whole electrochemical reaction. In addition, metal ions (A), such as alkali metal ions other than lithium, alkaline earth metal ions, or a combination thereof, will be driven by the received thermal energy, filling or intercalating the separated lithium ions, and rearranging the crystal lattice so as to form new stable state while consuming thermal energy. It also suppresses oxygen evolution caused by structural instability and the resulting uncontrolled chain reaction. Negative electrode actives with the introduction of lithium ions will react with metal (A) ions such as alkali metal ions other than lithium, alkaline earth metal ions, or a combination thereof, and aluminum ions to form lower energy polymeric compounds. As a result, both the positive electrode actives and the negative electrode actives remain in a lower energy state, improving the safety of lithium batteries by stopping thermal runaway in them effectively and quickly.
Из описанного таким образом изобретения будет очевидно, что оно может быть изменено многими способами. Такие изменения не следует рассматривать как отступление от сущности и объема изобретения, и все такие модификации, которые будут очевидны специалисту в данной области техники, предназначены для включения в объем следующей далее формулы изобретения.It will be apparent from the invention thus described that it can be modified in many ways. Such changes should not be construed as a departure from the spirit and scope of the invention, and all such modifications that would be apparent to a person skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims.
Claims (32)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63/058205 | 2020-07-29 | ||
| US63/087563 | 2020-10-05 | ||
| US17/372057 | 2021-07-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775003C1 true RU2775003C1 (en) | 2022-06-27 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2354012C2 (en) * | 2003-07-29 | 2009-04-27 | Фмк Корпорейшн | Dispersion of metal lithium in electrodes |
| US9711774B2 (en) * | 2014-12-03 | 2017-07-18 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Lithium ion battery with thermal sensitive layer |
| CN208336379U (en) * | 2017-12-29 | 2019-01-04 | 上海其鸿新材料科技有限公司 | A kind of lithium battery collector |
| WO2020005988A1 (en) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | American Lithium Energy Corporation | Safety layer for battery cells |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2354012C2 (en) * | 2003-07-29 | 2009-04-27 | Фмк Корпорейшн | Dispersion of metal lithium in electrodes |
| US9711774B2 (en) * | 2014-12-03 | 2017-07-18 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Lithium ion battery with thermal sensitive layer |
| CN208336379U (en) * | 2017-12-29 | 2019-01-04 | 上海其鸿新材料科技有限公司 | A kind of lithium battery collector |
| WO2020005988A1 (en) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | American Lithium Energy Corporation | Safety layer for battery cells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102665734B1 (en) | Thermal runaway suppression element and the related applications | |
| KR102665731B1 (en) | Thermal runaway suppressant of lithium batteries and the related applications | |
| US20240250285A1 (en) | Method for suppressing thermal runaway of lithium batteries | |
| RU2775003C1 (en) | Lithium battery thermal escape suppressor and its corresponding application | |
| RU2773266C1 (en) | Method for suppression of thermal escape of lithium batteries | |
| RU2772946C1 (en) | Thermal escape suppression element and its corresponding application | |
| BR102021014809B1 (en) | THERMAL LEAKAGE SUPPRESSION ELEMENT AND RELATED APPLICATIONS |