(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111471564.X (22)申请日 2021.12.0 6 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114159717 A (43)申请公布日 2022.03.11 (73)专利权人 国网湖南省电力有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市天心区新韶东 路398号 专利权人 国网湖南省电力有限公司防灾减 灾中心　 国家电网有限公司 (72)发明人 陈宝辉　刘晶菊　王江峰　潘碧宸　 吴传平　刘毓　(74)专利代理 机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 专利代理师 姚娟 (51)Int.Cl. A62D 1/00(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) 审查员 郭晨 (54)发明名称 锂离子电池 热失控抑制剂组合物、 锂离子电 池热失控抑制剂及制备方法和应用、 锂离 子电池 (57)摘要 本发明涉及电力系统技术领域， 公开了一种 锂离子电池 热失控抑制剂组合物、 锂离子电池热 失控抑制剂及制备方法和应用、 锂离子电池。 该 组合物中含有各自独立保存或者两者 以上混合 保存的以下 组分： 第一组分、 第二组分、 分散剂和 驱动气体； 以所述组合物的总重量为基准， 第一 组分的含量为10 ‑35重量％， 第二组分的含量为 15‑35重量％， 分散剂的含量为10 ‑35重量％， 驱 动气体的含量为1 ‑25重量％。 本发明将特定量的 第一组分、 第二组分、 分散剂和驱动气体协 同复 配， 形成的组合物用于锂离子电池中， 不但能够 扑灭电池可燃物的明火， 还能防止发生复燃 。 权利要求书1页 说明书8页 附图2页 CN 114159717 B 2022.12.23 CN 114159717 B 1.一种锂离子电池热失控抑制剂组合物， 其特征在于， 该组合物中含有各自独立保存 或者两者以上混合保存的以下组分： 第一组分、 第二组分、 分散剂和驱动气体； 所述第一组分选自四氯化钛、 四氯化硅、 三氯化铝、 三氯化铁、 二氯化铜、 氯化亚铜、 氯 化锌、 二氯化锰、 四氯化锡中的至少一种； 所述第二组分为含量重量比为1:1 ‑1.5:1‑2的磷酸三甲酯、 亚磷酸三 乙酯和四氯化碳 的第一组合， 或所述第二组分为含量重量比为1:1 ‑3:1‑3的四氯化碳、 2 ‑溴‑3,3,3‑三氟丙 烯和全氟己酮的第二组合； 所述驱动气体选自氮气、 二氧化 碳、 二氧化硫、 硫化氢、 氩气、 氦气中的至少一种； 以所述组合物的总重量为基准， 所述第一组分的含量为10 ‑35重量％， 所述第二组分的 含量为15 ‑35重量％， 所述分散剂的含量为10 ‑35重量％， 所述驱动气体的含量为1 ‑25重 量％。 2.根据权利 要求1所述的组合物， 其中， 所述分散剂选自N ‑甲基‑2‑吡咯烷酮、 碳酸二甲 酯、 碳酸丙烯酯、 碳酸乙烯酯、 碳酸二乙酯、 二丙酮醇、 二甲基甲醛、 丙二醇单甲醚、 乙酰丙 酮、 甲基异丁基酮、 乙酸正丁酯、 甲苯、 二甲基亚砜、 碳酸亚丁酯、 二甲基甲酰胺、 丙酸甲酯、 正甘醇二甲醚、 乙二醇二 烷基醚、 二甲苯中的至少一种。 3.一种制备锂离子电池热失控抑制剂的方法， 其特征在于， 该方法包括： 在驱动气体存 在下， 将权利要求1或2中所述组合物中的第一组分、 第二组分和分散剂进行接触混合。 4.由权利要求3所述的方法制备 得到的锂离 子电池热失控抑制剂。 5.权利要求 4所述的锂离 子电池热失控抑制剂在锂离 子电池中的应用。 6.一种热敏隔离包， 其特征在于， 该热敏隔离包包括权利要求4所述的锂离子电池热失 控抑制剂以及包覆所述锂离 子电池热失控抑制剂的热 敏包裹体。 7.根据权利要求6所述的热敏隔离包， 其中， 所述热敏包裹体选自聚乙烯、 聚丙烯、 聚 脲、 聚酰胺、 聚丙烯酰胺、 明胶、 纤维素、 海藻酸钠、 聚乙烯醇、 聚苯乙烯、 聚酯、 芳香族酰胺 ‑ 酰亚胺聚合物、 芳乙炔聚合物、 硅氧烷 ‑乙炔聚合物和环氧树脂中的至少一种。 8.根据权利要求7 所述的热 敏隔离包， 其中， 所述热 敏包裹体的热 敏温度为10 0‑200℃。 9.根据权利要求7 所述的热 敏隔离包， 其中， 所述热 敏包裹体的热 敏温度为120 ‑160℃。 10.一种锂离子电池， 其特征在于， 该锂离子电池包括正极(1)、 负极(2)、 电解液、 壳体 (3)、 权利要求6 ‑9中任意一项所述的热敏隔离包(4)、 设置于所述正极与所述负极之间的隔 膜。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114159717 B 2锂离子电池热失控抑制剂组合物、 锂离 子电池热失控抑制剂 及制备方 法和应用、 锂离 子电池 技术领域 [0001]本发明涉及电力系统技术领域， 具体涉及一种锂离子电池热失控抑制剂组合物、 锂离子电池热失控抑制剂及制备 方法和应用、 锂离 子电池。 背景技术 [0002]锂离子电池由隔膜、 电解液、 正负极材料等部分组成。 锂离子电池在内外部短路、 过充、 热滥用、 机械滥用等电、 热、 机械故障下易发生热失控， 释放大量热量和易爆气体， 引 发起火和爆炸 。 [0003]近年国内外锂电储能火灾爆炸事故频发。 2017年至今， 韩国发生30余起锂电储能 电站火灾； 2019年7月美国McMicken锂电储能站起火爆炸， 4名消防员受伤； 2021年4月北京 某锂电储能站起火爆炸， 牺牲2名消防员； 2021年8月， 澳大利亚Victorian  Big Battery储 能站失火； 2021年11月， 北京某品牌电动车发生电池自燃。 因此， 锂离子电池起火安全问题 是锂电池行业迫切需要解决的技 术难题。 [0004]已有的关于提高锂子电池本体安全性的措施主要有两种方式， 包括在电池电解液 中直接添加 第二组分， 以及在热敏胶囊中加入第二组分， 然后 将热敏胶 囊放置到电池内部， 一旦电池超温， 热敏胶囊中的第二组分释放出来， 起到阻燃作用。 [0005]CN112876505A公开了一种应用于电解液 的第二组分、 制备方法及应用， 该方法是 将氟代烷基磷酸酯类物质用于锂离子电池电解液中， 起到阻燃作用。 但是添加的第二组分 用量大， 且 会明显降低电池的电学性能， 如电池的循环次数、 能量密度、 库伦效率 等。 [0006]CN110433419A公开了一种锂电热失控火灾抑制胶囊及锂离子电池， 锂电热失控 火 灾抑制胶囊将热失控火灾复合抑制剂用胶 囊容器包裹起来， 避免热失控火灾复合抑制剂和 外界的直接接触， 阻止热失控火灾复合抑制剂对电解液等导电性的影响。 热敏胶囊的优点 在于可以将阻燃剂和电解液分开， 不会显著影响电池的电学性能。 [0007]然而， 热敏胶囊中仍然储存的是阻燃剂， 阻燃剂用量大， 经济性差， 并且， 目前采用 的阻燃剂均只能扑灭热失控引发的电池明火， 难以从本质上抑制电池热失控造成的复燃 。 发明内容 [0008]本发明的目的是为了同时解决现有技术的锂离子电池热失控时存在容易发生明 火和复燃的问题。 [0009]发明人在研究过程中发现， 锂离子电池的火灾风险主要来源于两部分： 一部分是 在高温下可发生化学反应燃烧的可燃物(如电解液、 粘结剂、 负极碳材料和正极材料)， 另一 部分是在空气 中可发生自反应的活性锂物质； 本发明将特定种类特定量的第一组分、 第二 组分、 分散剂和驱动 气体进行复配形成的组合物， 不但能够抑制热失控产生的明火， 还能防 止发生复燃， 从而有效阻止锂电池热失控的发展和蔓延， 有鉴于此， 发 明人完成了本发明的 方案。说　明　书 1/8 页 3 CN 114159717 B 3