二次电池电解液和二次电池的制作方法

本技术涉及电池，尤其是涉及二次电池电解液和二次电池。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景，但锂离子电池的安全性问题仍无法忽视。在一些极端安全测试过程中，例如针刺、重物冲击、强制内部短路等情况，锂离子电池会失效，严重时可引发火灾等事故。

2、为此，通常的解决方式包括改进电解质，例如将电解液替换为固态电解质，但现有的固体电解质成本高、工艺不成熟、电导率低，在解决安全性问题的同时引入了更多其他的问题。另一方面，也包括改进电解液，例如在其中加入一些添加剂，从而降低电解液的可燃性，但添加剂的使用同样会对增大电芯内阻并影响其他的性能。因此，有必要提供一种全新的能够提升安全性能且不会影响电化学性能的电解液。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种全新的能够提升安全性能的二次电池电解液和二次电池。

2、本技术的第一方面，提供一种二次电池电解液，该二次电池电解液包括电流变液体，所述电流变液体包括电介质颗粒、绝缘连续相、表面活性剂和稳定剂，所述电介质颗粒在所述电流变液体中的浓度为1500～7500ppm。

3、在本技术的一些实施方式中，所述表面活性剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的至少一种。

4、在本技术的一些实施方式中，所述阳离子表面活性剂包括脂肪铵盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、苄基季铵盐、脂肪(长碳链)季铵盐中的至少一种。

5、在本技术的一些实施方式中，所述阴离子表面活性剂包括羧酸盐、磺酸盐、磷酸酯盐、硫酸盐中的至少一种。

6、在本技术的一些实施方式中，所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯醚、多元醇酯中的至少一种。

7、在本技术的一些实施方式中，所述表面活性剂包括油酸酯、山梨醇、磺酸盐中的至少一种。

8、在本技术的一些实施方式中，所述稳定剂包括嵌段共聚物、接枝共聚物中的至少一种。

9、在本技术的一些实施方式中，所述嵌段共聚物包括苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯中的至少一种单体形成的嵌段共聚物。其中，苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯中的至少一种单体形成的嵌段共聚物是指构成嵌段共聚物的单体中包括苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯中的至少一种，可以是任选的苯乙烯类嵌段共聚物、丁二烯类嵌段共聚物、丙烯酸酯类嵌段共聚物。

10、在其中一些具体的实施方式中，所述嵌段共聚物包括苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、丙烯酸酯类嵌段共聚物中的至少一种。

11、在本技术的一些实施方式中，所述接枝共聚物包括高抗冲聚苯乙烯。高抗冲聚苯乙烯是指在聚苯乙烯上接枝有聚丁二烯的接枝共聚物。

12、在本技术的一些实施方式中，表面活性剂在电流变液体中的质量百分浓度为0.5～2％，例如是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％。

13、在本技术的一些实施方式中，稳定剂在电流变液体中的质量百分浓度为0.5～2％，例如是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％。

14、在本技术的一些实施方式中，所述电介质颗粒包括无机非金属材料、聚合物电解质材料、半导体材料中的至少一种形成的电介质颗粒。

15、在本技术的一些实施方式中，所述无机非金属材料包括硅、碳。

16、在本技术的一些实施方式中，所述聚合物电解质材料包括聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚乙二醇、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚苯胺、聚醚、聚酯、聚硅氧烷中的至少一种。

17、在本技术的一些实施方式中，所述半导体材料包括二氧化钛、mtio3中的至少一种，m选自ca、ba、sr、la中的至少一种。

18、在本技术的一些实施方式中，电介质颗粒经改性以改善材料的外表形态，改变材料的介电性质或物化性质，提高电流变效应，降低颗粒的沉降性。在其中一些实施方式中，改性方法包括氧化处理、吸附、包覆、接枝等其中至少一种。

19、在本技术的一些实施方式中，所述电介质颗粒为包含核层、中间层和壳层的复合颗粒。

20、在本技术的一些实施方式中，所述中间层包括导电金属，所述壳层包括绝缘材料。

21、在本技术的一些实施方式中，所述核层包括任选的纳米粒子或微米粒子，例如是聚合物基粒子或无机粒子。聚合物基粒子可以是任意的高聚物的粒子，无机粒子可以是氧化铝、氧化硅中的至少一种形成的粒子。

22、在本技术的一些实施方式中，所述核层包括二甲基亚砜插层的高岭土，所述中间层包括金属锂、铜、银中的至少一种，所述壳层包括羧甲基淀粉。

23、在本技术的一些实施方式中，所述电介质颗粒的平均粒径为10～100nm。

24、在本技术的一些实施方式中，电介质颗粒通过一般液相法、自组装法和溶胶凝胶法等其中任一种方法制备得到。

25、在本技术的一些实施方式中，所述绝缘连续相包括硅油(如二甲基硅油、二乙基硅油、苯甲基硅油、甲基含氢硅油、甲基乙烯基硅油、甲基乙氧基硅油、羟基硅油等)、矿物油(如石蜡油等)、植物油(如蓖麻油、桐油等)、液相卤代烃中的至少一种。在一些实施方式中，绝缘连续相经改性处理以提高与电介质颗粒的相容性。

26、在本技术的一些实施方式中，所述绝缘连续相包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)、二甲基硅油、矿物油。

27、在本技术的一些实施方式中，ec、emc、dec、二甲基硅油、矿物油的体积比为30％：25％～35％：10％～0％：10％～20％：30％～40％。

28、在本技术的一些实施方式中，所述电介质颗粒与所述绝缘连续相的密度比值为0.8～1.2。

29、在本技术的一些实施方式中，所述电介质颗粒与所述绝缘连续相的质量比为1：(150～700)。

30、本技术的第二方面，提供电流变液体在制备二次电池电解液中的应用，所述电流变液体包括电介质颗粒、绝缘连续相、表面活性剂和稳定剂，所述电介质颗粒在所述电流变液体中的浓度为1500～7500ppm。

31、本技术的第三方面，提供一种二次电池，该二次电池包括前述的二次电池电解液。

32、在本技术的一些实施方式中，二次电池包括正极片、负极片、二次电池电解液和隔膜。

33、在本技术的一些实施方式中，二次电池为锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、钙离子电池、镁离子电池等任一种二次电池。

34、在本技术的一些实施方式中，负极片包括负极集流体以及位于负极集流体上的活性物质层。负极片的活性物质层包括负极活性物质，如碳、硅、mos2等其中至少一种。

35、在本技术的一些实施方式中，正极片包括正极集流体以及位于正极集流体上的活性物质层。正极片的活性物质层包括正极的活性材料，以锂离子电池为例，正极的活性材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍锰铝酸锂等其中至少一种。

36、在本技术的一些实施方式中，正极片或负极片的活性物质层还包括导电剂、粘结剂中的至少一种。导电剂包括但不限于石墨、乙炔黑、炭黑、碳纳米管、碳纤维等其中至少一种。粘结剂包括但不限于聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等其中至少一种。

37、在本技术的一些实施方式中，正极片/负极片的活性物质层包括70～99wt％的活性材料、0.5～10wt％的导电剂和0.5～20wt％的粘结剂。

38、在本技术的一些实施方式中，正极活性材料/负极活性材料、导电剂和粘结剂制成活性物质层时，包括将其分散于溶剂中后涂布在正极集流体/负极集流体上干燥得到活性物质层。

39、在本技术的一些实施方式中，正极集流体/负极集流体包括金属箔(如铝箔、银箔、锡箔、铁箔、钛箔、镍箔、铜箔或上述金属的合金箔)、金属网(如铝网、银网、锡网、铁网、钛网、镍网、铜网或上述金属的合金网)中的至少一种。

40、在本技术的一些实施方式中，隔膜为聚烯烃隔膜。

41、在本技术的一些实施方式中，聚烯烃隔膜包括pe隔膜、pp隔膜、pe/pp/pe隔膜。

42、在本技术的一些实施方式中，隔膜还包括表面的涂层。

43、在本技术的一些实施方式中，涂层包括陶瓷、快离子导体等其中至少一种原料形成的涂层。

44、在本技术的一些实施方式中，正极片、负极片以及隔膜通过卷绕、层叠等其中至少一种方式得到电芯，并制成二次电池。

45、本技术的第四方面，提供一种用电设备，该用电设备包括前述的二次电池。其中，用电设备是指任意的可以利用电能并将其转换为机械能、热能、光能等其它一种或多种形成能量的设备，例如电动机、电热机、电光源等。其中，包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，移动设备可以是手机、笔记本电脑、无人机、扫地机器人、电子烟等；电动车辆可以是纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等。

46、本技术的有益效果是：

47、本技术实施例提供一种新型的安全电解液，该电解液具有电流变液体特性，在电芯正常使用过程中，电解液保持液体状态；而在内部短路时，极片间形成闭合回路，产生的电场使电解液粘度急剧增大，由液体瞬间转为固体，从而减少针刺等安全测试失效的概率，且不影响电池本身的电化学性能。

48、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。