一种电解液、其制备方法及电池与流程

本发明属于电池，具体涉及一种电解液、其制备方法及电池。

背景技术：

1、电池以其高能量密度、长寿命以及无污染等特性，已被广泛用作各领域设备的动力电源。但是，电池在高能量密度、轻巧设计和长寿命方面表现出色的同时，还存在着一些潜在的安全风险，对其内部温度分布的监控，能够帮助尽快发现潜在的安全隐患。

2、目前，研究电池内部不同位置的温度大小，通常是封口之前预埋温感线，利用外接电路去研究。具体而言：利用外接电路收集数据，反映出电池内部某个位置的温度变化情况。这种办法每次只能选取有限的几个点进行测试，不能全面的反映出电池内部的温度分布情况，并且在测试的过程中偶然性误差很大，批次稳定性较差。此外，带有温感线的电池还存在制作工艺复杂的问题。

3、公开号为cn 115224436 a的发明专利提供了一种锂离子电池隔膜的制备方法，使用不可逆温感材料颗粒涂覆在隔膜表面，利用温感材料变色的特性去研究电池内部温度的分布。公开号为cn 113948820 a的发明专利提供了一种锂离子电池复合隔膜将温感制成的微胶囊和无机纳米材料制成的复合隔膜，一方面由于无机纳米材料的存在可以增强电芯热安全性，另一方面温感材料的存在同样也能判断出电芯内部不同位置的最高温度。但是通过隔膜进行监控的方式存在以下缺点：第一会增大隔膜的内阻，增大总的电池内阻和产热量，产生测试误差；第二不能全面的检测电池内部的温度，特别是在焊接位置和壳壁处不能监控。因此需要提供一种新的方案，实现电池内部温度分布的监控。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述问题，提供了一种电解液、其制备方法及电池，将示温材料混入电解液中，示温材料通过电解液的流动分散到电池的各个部位，利用示温材料随着温度的改变起自身颜色发生不可逆的改变，来标定电池内部不同部位所达到的最高温度，能全面检测电池内部的温度，同时不会恶化电池性能。

2、按照本发明的技术方案，所述电解液，包括基础电解液和示温颗粒，所述示温颗粒为壳核结构，包括示温材料和包裹所述示温材料的壳体，所述壳体不溶于所述基础电解液。

3、进一步的，所述示温颗粒与基础电解液的质量比为1：10-20。

4、进一步的，所述示温颗粒的d50为10-60μm。

5、进一步的，所述示温材料为不可逆的温感材料，可以记录了示温材料所在位置达到的最高温度，示温材料包括硫酸铜和硫酸锰；其中，所述硫酸铜和硫酸锰的质量比可以为4:6-6:4。

6、进一步的，所述壳体包括聚甲基丙烯酸甲酯。

7、本发明的第二方面提供了上述电解液的制备方法，包括以下步骤，

8、s1：将示温材料的水溶液与聚甲基丙烯酸甲酯溶液混合，得到内乳液；

9、s2：将所述内乳液加入外乳液中，乳化得到混合液，所述外乳液为含有乳化剂的油相溶剂；

10、s3：对所述混合液进行旋转蒸发后静置分层，去除油层，得到示温颗粒乳液；

11、s4：对所述示温颗粒乳液进行分离、干燥，得到示温颗粒；

12、s5：将所述示温颗粒分散于基础电解液，得到所述电解液。

13、进一步的，所述示温材料的水溶液中，示温材料的含量为10-20wt%。

14、进一步的，所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液中，聚甲基丙烯酸甲酯的含量为10-20wt%。聚甲基丙烯酸甲酯溶液的溶剂为水和有机溶剂的混合溶剂，其中，有机溶剂选自丙酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲缩醛、乙腈、正庚烷、聚乙烯醇等中的一种或多种；水和有机溶剂的质量比为1：10-30。

15、进一步的，所述内乳液中，示温材料的水溶液质量占比为33-75%。

16、进一步的，所述乳化剂选自span80、tween80、span85、span60等中的一种或多种；所述油相溶剂选自液体石蜡、烷基磷酸酯、磺化脂肪酸酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种；所述外乳液中，乳化剂的含量为8-10wt%。

17、具体的，所述外乳液可以由乳化剂与油相溶剂加热至55-75℃混匀得到。

18、进一步的，所述步骤s2中，内乳液的体积占混合液体积的30%-70%。

19、进一步的，所述步骤s2中，在搅拌条件下，将内乳液快速加入外乳液中，乳化得到混合液。

20、进一步的，所述乳化是在转速1500-3000r/min的条件下搅拌20-50min。

21、具体的，在转速为600-1000r/min的搅拌条件下，在1-5s时间内，将内乳液快速加入外乳液中。

22、进一步的，所述步骤s3中，旋转蒸发的条件为：压强0.9-1.2mpa，温度25±5℃，搅拌速度4000-5000r/min。

23、进一步的，所述步骤s3中，静置的时间为10-20h；静置分层得到油层（上层）和浊层（下层）。

24、进一步的，所述步骤s4中，分离的方式为水洗。

25、本发明的第三方面提供了一种电池，包括上述电解液或上述制备方法制备得到的电解液。

26、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

27、通过电解液进行温度检测，由于电解液是离子迁移的介质，利用电解液将示温材料进行分散，其分散的路径符合电池自身的动力学原理，因此与相较于直接将示温材料涂敷在隔膜上的方式相比，能够更加准确的反应电池内部的温度情况；

28、利用现有的电解液注入方法，即可利用电解液的流动即可将示温材料分散到电池各个地方，无需新增涂覆工序，工序简单，效果高；

29、研究电池内部温度的范围广，在电池壳壁、集流盘、极柱和隔膜周围都有分布，能够更全面的研究电池的温度分布，因此既可以识别电芯的温度变化，也可以识别电芯各机械结构件的温度变化，简单又灵活；

30、由于电解液能够对整个电芯进行浸润，因此能够整体上反应整个电芯的温度变化。

技术特征：

1.一种电解液，其特征在于，包括基础电解液和示温颗粒，所述示温颗粒为壳核结构，包括示温材料和包裹所述示温材料的壳体，所述壳体不溶于所述基础电解液。

2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述示温颗粒与基础电解液的质量比为1：10-20。

3.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述示温颗粒的d50为10-60μm。

4.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述示温材料包括硫酸铜和硫酸锰；所述壳体包括聚甲基丙烯酸甲酯。

5.一种权利要求1-4中任一项所述的电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述示温材料的水溶液中，示温材料的含量为10-20wt%；所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液中，聚甲基丙烯酸甲酯的含量为10-20wt%。

7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述内乳液中，示温材料的水溶液质量占比为33-75%。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述油相溶剂选自石蜡、烷基磷酸酯、磺化脂肪酸酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种；所述外乳液中，乳化剂的含量为8-10wt%。

9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，内乳液的体积占混合液体积的30%-70%。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的电解液或权利要求5-9中任一项所述的制备方法制备得到的电解液。

技术总结本发明属于电池技术领域，具体涉及一种电解液、其制备方法及电池。包括基础电解液和示温颗粒，所述示温颗粒为壳核结构，包括示温材料和包裹所述示温材料的壳体，所述壳体不溶于所述基础电解液。本发明将示温材料混入电解液中，示温材料通过电解液的流动分散到电池的各个部位，利用示温材料随着温度的改变起自身颜色发生不可逆的改变，来标定电池内部不同部位所达到的最高温度，能全面检测电池内部的温度，同时不会恶化电池性能。技术研发人员：於洪将,田文受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25