阻燃胶囊、热失控抑制垫、电池及电动交通工具的制作方法

本技术涉及电池，尤其是涉及一种阻燃胶囊、热失控抑制垫、电池及电动交通工具。

背景技术：

1、随着新能源汽车行业的快速发展，作为电动汽车心脏的动力电池成为研究的热点。锂离子电池由于具有高电压、高比能量、良好的循环性能和清洁无污染等优点，被广泛应用于电动汽车领域。锂离子电池的安全性能为其最重要的指标之一。

2、传统的锂电池一旦发生热失控很难中途停止，就算向电池喷灭火剂也很难熄灭，其最主要的原因是在锂电池内部已经形成了微短路，使得电池持续放电产热，直到锂电池内部的能量释放完毕才能停止放电产热。如果有一种抑制剂能使锂电池发生热失控时阻止微短路的产生，从源头切断锂电池的短路放电产热，则能够抑制锂电池热失控的持续发生，从而大大降低电池热失控带来的损失。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种阻燃胶囊、热失控抑制垫、电池及电动交通工具，该阻燃胶囊在电池发生热失控时能够释放出内部的碱性物质，利用碱性物质与电解液发生反应，从而阻止电池持续放电产热。

2、本实用新型提供一种阻燃胶囊，所述阻燃胶囊包括壳体，所述壳体内设有碱性物质，所述碱性物质能够与酯类物质发生皂化反应。

3、在一种可实现的方式中，所述阻燃胶囊用于设置在电池内，所述碱性物质能够与所述电池内的电解液中的酯类物质发生皂化反应；当所述电池发生热失控时，所述壳体能够破开并释放出所述壳体内的所述碱性物质。

4、在一种可实现的方式中，所述碱性物质选自含钠的醇盐、含钾的醇盐、含钠的氢氧化物和含钾的氢氧化物中的至少一种。

5、在一种可实现的方式中，所述碱性物质包含甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、氢氧化钾和氢氧化钠中至少一种。

6、在一种可实现的方式中，所述碱性物质为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、氢氧化钾或氢氧化钠。

7、在一种可实现的方式中，所述碱性物质为甲醇钠、乙醇钠和叔丁醇钠中的至少一种。

8、在一种可实现的方式中，所述碱性物质包括甲醇钠甲醇溶液、乙醇钠乙醇溶液和叔丁醇钠溶液中的至少一种。

9、在一种可实现的方式中，当所述壳体的温度大于或等于所述壳体的熔点时，所述壳体能够破开并释放出所述壳体内的所述碱性物质。

10、在一种可实现的方式中，所述壳体的材质为熔点大于或等于100℃且小于等于150℃的有机聚合物。

11、在一种可实现的方式中，所述有机聚合物为氟树脂、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯中的至少一种。

12、在一种可实现的方式中，所述阻燃胶囊为球形颗粒状。

13、在一种可实现的方式中，所述阻燃胶囊的平均直径为3μm～800μm；或所述阻燃胶囊的平均直径为3μm～600μm；或所述阻燃胶囊的平均直径为3μm～100μm；或所述阻燃胶囊的平均直径为6μm～50μm。

14、本实用新型还提供一种热失控抑制垫，包括以上所述的阻燃胶囊。

15、在一种可实现的方式中，所述热失控抑制垫还包括基膜层，所述阻燃胶囊设置于所述基膜层上。

16、在一种可实现的方式中，所述阻燃胶囊的数量为多个，多个所述阻燃胶囊呈平面状分布设置于所述基膜层上，多个所述阻燃胶囊形成功能层。

17、在一种可实现的方式中，所述功能层还包括粘胶，所述阻燃胶囊与所述粘胶混合形成功能层。

18、在一种可实现的方式中，所述功能层为多层，多层所述功能层沿所述基膜层的厚度方向层叠设置于所述基膜层上。

19、在一种可实现的方式中，所述热失控抑制垫的平均厚度为0.2mm～2mm；或所述热失控抑制垫的平均厚度为0.2mm～0.3mm。

20、在一种可实现的方式中，所述功能层的平均厚度为0.1mm～0.5mm；或所述功能层的平均厚度为0.1mm～0.3mm。

21、本实用新型还提供一种电池，所述电池内部设置有以上所述的阻燃胶囊和/或以上所述的热失控抑制垫。

22、在一种可实现的方式中，所述电池内所有的所述阻燃胶囊中的碱性物质相对于所述电池内的电解液的质量百分含量为1％～8％；或所述电池内所有的所述阻燃胶囊中的碱性物质相对于所述电池内的电解液的质量百分含量为3％～6％。

23、在一种可实现的方式中，所述热失控抑制垫设置于所述电池内的中部、顶部、底部或侧部中的任意一个或多个位置。

24、本实用新型还提供一种电动交通工具，包括以上所述的电池。

25、本实用新型提供的阻燃胶囊，通过在壳体内设置碱性物质，当周围环境的温度大于所述壳体的熔点时，壳体能够破开并释放出内部的碱性物质，利用碱性物质与电解液中的酯类物质发生皂化反应生成固体羧酸盐，起到阻燃作用。特别地，当所述阻燃胶囊设置在电池内时，当电池发生热失控时，壳体内释放出的碱性物质能够与电池内电解液中的酯类物质反应，生成固体羧酸盐沉淀以阻碍锂离子的运动机制，阻止微短路的产生，从而阻止电池持续放电产热和热失控进一步地扩展，大大降低电池热失控带来的损失。同时，本申请的阻燃胶囊可以制备成热失控抑制垫的结构，该结构可以更简单方便地设置于电池内部的任何部位，极大地简化了电池内部设置预防热失控部件的结构，可以更灵活高效地达到抑制电池内部热失控的技术效果。

技术特征：

1.一种阻燃胶囊，其特征在于，所述阻燃胶囊(1)包括壳体(11)，所述壳体(11)内设有碱性物质(12)，所述碱性物质(12)能够与酯类物质发生皂化反应。

2.如权利要求1所述的阻燃胶囊，其特征在于，所述阻燃胶囊(1)用于设置在电池(3)内，所述碱性物质(12)能够与所述电池(3)内的电解液中的酯类物质发生皂化反应；当所述电池(3)发生热失控时，所述壳体(11)能够破开并释放出所述壳体(11)内的所述碱性物质(12)。

3.如权利要求1或2所述的阻燃胶囊，其特征在于，所述碱性物质(12)为含钠的醇盐、含钾的醇盐、含钠的氢氧化物或含钾的氢氧化物。

4.如权利要求3所述的阻燃胶囊，其特征在于，所述碱性物质(12)为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、氢氧化钾或氢氧化钠。

5.如权利要求4所述的阻燃胶囊，其特征在于，所述碱性物质(12)为甲醇钠甲醇溶液、乙醇钠乙醇溶液或叔丁醇钠溶液。

6.如权利要求1所述的阻燃胶囊，其特征在于，当所述壳体(11)的温度大于或等于所述壳体(11)的熔点时，所述壳体(11)能够破开并释放出所述壳体(11)内的所述碱性物质(12)。

7.如权利要求6所述的阻燃胶囊，其特征在于，所述壳体(11)的材质为熔点大于或等于100℃且小于等于150℃的有机聚合物。

8.如权利要求7所述的阻燃胶囊，其特征在于，所述有机聚合物为氟树脂、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯。

9.如权利要求1所述的阻燃胶囊，其特征在于，所述阻燃胶囊(1)为球形颗粒状。

10.如权利要求9所述的阻燃胶囊，其特征在于，所述阻燃胶囊(1)的平均直径为3μm～800μm。

11.一种热失控抑制垫，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的阻燃胶囊。

12.如权利要求11所述的热失控抑制垫，其特征在于，所述热失控抑制垫(2)还包括基膜层(22)，所述阻燃胶囊(1)设置于所述基膜层(22)上。

13.如权利要求12所述的热失控抑制垫，其特征在于，所述阻燃胶囊(1)的数量为多个，多个所述阻燃胶囊(1)呈平面状分布设置于所述基膜层(22)上，多个所述阻燃胶囊(1)形成功能层(21)。

14.如权利要求13所述的热失控抑制垫，其特征在于，所述功能层(21)还包括粘胶(23)，所述阻燃胶囊(1)与所述粘胶(23)混合形成所述功能层(21)。

15.如权利要求14所述的热失控抑制垫，其特征在于，所述功能层(21)为多层，多层所述功能层(21)沿所述基膜层(22)的厚度方向层叠设置于所述基膜层(22)上。

16.如权利要求13-15中任一项所述的热失控抑制垫，其特征在于，所述热失控抑制垫(2)的平均厚度为0.2mm～2mm；和/或，所述功能层(21)的平均厚度为0.1mm～0.3mm。

17.一种电池，其特征在于，所述电池内部设置有如权利要求1-10中任一项所述的阻燃胶囊和/或如权利要求11-16中任一项所述的热失控抑制垫。

18.如权利要求17所述的电池，其特征在于，所述热失控抑制垫(2)设置于所述电池(3)内的中部、顶部、底部或侧部中的任意一个或多个位置。

19.一种电动交通工具，其特征在于，包括如权利要求17或18中任一项所述的电池。

技术总结
本技术提供一种阻燃胶囊，所述阻燃胶囊包括壳体，所述壳体内设有碱性物质，所述碱性物质能够与酯类物质发生皂化反应。本技术提供的阻燃胶囊，在电池发生热失控时能够释放出内部的碱性物质，利用碱性物质与电解液发生反应，从而阻止电池持续放电产热。本技术还提供一种热失控抑制垫、电池及电动交通工具。

技术研发人员：殷晓丰,邓国友,慎晓杰,姚煜
受保护的技术使用者：微宏动力系统(湖州)有限公司
技术研发日：20220519
技术公布日：2024/1/12