【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于一种锂电池安全机制，特别是指一种应用于锂电池的热失控抑制组件及包含其的锂电池。
技术介绍
1、由于锂离子电池广泛应用于各种产品，如交通运输的载具、消费性与工业应用的穿戴产品、可携设备与储能设备等等，几乎遍及人类日常生活上的各领域，但锂离子电池意外事件时有所闻，例如手机电池、电动车起火爆炸的事故，此些都是因为锂离子电池在安全性问题上仍缺乏全面性有效的解决方案。
2、引起锂电池起火爆炸等不安全的主要根本因素是热失控，而锂电池热失控主要的起因是热，也就是温度导致的电池内固态电解质膜(solid electrolyte interface；sei)、电解质、黏结剂，正负极活性材料等各物质逐步热裂解的放热反应。目前对热失控的抑制方式可依安全机制反应发生的位置来区分为在电芯外与在电芯内部两种。在电芯外的主要是利用数字运算仿真的监控系统，在电芯内的可区分为采用物理方式或化学方式。在电芯外的数字监控系统部分是于电芯外部加载专用保护电路及设置专用管理系统等多种技术来增强电池使用过程的安全性监控。在电芯内的物理方式例如热闭孔隔膜(thermalshutdown separator)，其当电池芯不正常升温时，封闭隔膜的孔洞，以阻断离子的通过。在电芯内的化学方式可以区分为程度控制型态或者电化学反应型态。程度控制型态例如添加阻燃剂至电解质中，以控制热失控的程度。电化学反应型态的范例举例来说有下列几种：1.将单体(monomer)或者寡聚体(oligmar)加入电解液内，当温度上升时会产生聚合，以降低离子迁移的速度，而使离子导电度
3、但上述的方式都仅是针对电化学电子或离子传导途径进行消极阻挡或抑制，并没有由热失控最大能量释出端与整个电化学反应驱动的主体，也就是活性材料进行热失控的抑制。
4、有鉴于此，本专利技术提出一种通过降低活性材料端导致热失控的热能着手来抑制锂电池热失控的热失控抑制剂及其应用，以有效解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在提供一种崭新的热失控抑制剂与其应用，其使原本高电位高能量的脱锂正极活性材料形成相对原状态是较低电位低能量的金属氧化物结晶状态，而原本低电位高能量的嵌锂负极形成相对原状态是较高电位低能量的无机聚合物状态，以降低全电池电压，切断电化学反应途径，有效终止电池热失控。
2、为达上述目的，本专利技术提供一种热失控抑制剂，所述热失控抑制剂包含有一钝化成分提供者；一极性溶液提供者，以及一隔离机制，所述隔离机制在一默认温度下能将钝化成分提供者与极性溶液提供者隔离，钝化成分提供者释出金属离子a与两性金属离子b，金属离子a选自于一非锂的碱金属族与/或碱土金属族，当到达默认温度时，隔离机制丧失，极性溶液提供者释出极性溶液，以负载金属离子a与两性金属离子b至一锂电池的脱锂正极活性材料以及嵌锂负极活性材料反应，形成低能量的正负极活性材料，以降低全电池电压，切断电化学反应途径，有效终止电池热失控与其所产生的问题。
3、本专利技术更提供一种热失控抑制组件，所述热失控抑制组件是上述的热失控抑制剂与一成膜剂混合或依附于一结构支撑材所形成的膜片。
4、本专利技术更提供一种能抑制热失控的锂电池，所述能抑制热失控的锂电池具有一电化学反应系统，所述电化学反应系统包含有一正极活性材料层、一负极活性材料层，一隔离层，以及一电解质系统，所述隔离层是位于所述正极活性材料层与所述负极活性材料层间，所述电解质系统分布于所述电化学反应系统，所述正极活性材料层、所述负极活性材料层、所述隔离层表面与所述电解质系统的任一者具有上述的热失控抑制剂。
5、本专利技术还提供一种能抑制热失控的锂电池，所述能抑制热失控的锂电池包含有一封装构件；一密封且容设于封装构件内的电化学反应系统；以及一热失控抑制组件，所述热失控抑制组件位于电化学反应系统外，所述热失控抑制组件包含有一钝化成分提供者；一极性溶液提供者，以及一隔离机制，所述隔离机制在一默认温度下能将钝化成分提供者与极性溶液提供者隔离，钝化成分提供者释出金属离子a与两性金属离子b，金属离子a选自于一非锂的碱金属族与/或碱土金属族，当到达默认温度时，隔离机制失效，使极性溶液提供者释出极性溶液负载金属离子a与两性金属离子b至锂电池的脱锂正极活性材料以及嵌锂负极活性材料反应，形成低能量正负极活性材料，以降低全电池电压，切断电化学反应途径，有效终止电池热失控与其所产生的问题。
6、下文通过具体实施例详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。
【技术保护点】
1.一种热失控抑制组件，其包含有:
2.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述极性溶液提供者为受热产水材料。
3.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述金属离子A是选自钠或钾。
4.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述两性金属离子B是选自铝或锌。
5.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述极性溶液提供者还添加有一沸点高于纯水的亲水材料。
6.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述温度范围为70-130℃。
7. 如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中当所述胶囊为易溶于水的材料时，所述胶囊的材料可选自于明胶、阿拉伯树胶、几丁聚醣(Chitosan)、酪蛋白钠(sodiumcaseinate)、淀粉(starch)、乳糖(lactose)、麦芽糊精(maltodextrin)、聚赖氨酸/海藻酸盐(poly-L-lysine/alginate)、聚乙烯亚胺/海藻酸盐(polyethyleneimine/alginate)、海藻酸钙(calcium alginate)、聚乙烯醇(Polyviny
8. 如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述第二膜片的外表面更包含有一第二保护层，其材料为热敏分解材料。
9.一种锂电池，其包含有一封装构件，其密封且容设一电化学反应系统；以及
10.如权利要求9所述的锂电池，其中所述热失控抑制组件设置于所述电化学系统与所述封装构件间。
11.如权利要求9所述的锂电池，其中所述封装构件具有一贯穿孔。
12.如权利要求9所述的锂电池，其中所述贯穿孔覆盖有一可以移除的闸层，所述闸层封闭该贯穿孔。
13.如权利要求12所述的锂电池，其中所述闸层的材料是热敏分解材料或是可与该钝化成分提供者或是可与该极性溶液反应而移除的材料。
14.如权利要求12所述的锂电池，其中所述封装构件由一正极集电层、一负极集电层与一胶框所组成，所述胶框夹设于所述正极集电层与所述负极集电层间，所述正极集电层或所述负极集电层具有所述贯穿孔，所述热失控抑制组件设置于所述正极集电层或所述负极集电层的开放侧表面上并覆盖所述闸层。
15.如权利要求11所述的锂电池，其中所述封装构件由一正极集电层、一负极集电层与一胶框所组成，所述胶框夹设于所述正极集电层与所述负极集电层间，所述正极集电层或所述负极集电层具有所述贯穿孔，所述热失控抑制组件设置于所述正极集电层或所述负极集电层的开放侧表面上并覆盖所述贯穿孔。
...【技术特征摘要】
1.一种热失控抑制组件，其包含有:
2.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述极性溶液提供者为受热产水材料。
3.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述金属离子a是选自钠或钾。
4.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述两性金属离子b是选自铝或锌。
5.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述极性溶液提供者还添加有一沸点高于纯水的亲水材料。
6.如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述温度范围为70-130℃。
7. 如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中当所述胶囊为易溶于水的材料时，所述胶囊的材料可选自于明胶、阿拉伯树胶、几丁聚醣(chitosan)、酪蛋白钠(sodiumcaseinate)、淀粉(starch)、乳糖(lactose)、麦芽糊精(maltodextrin)、聚赖氨酸/海藻酸盐(poly-l-lysine/alginate)、聚乙烯亚胺/海藻酸盐(polyethyleneimine/alginate)、海藻酸钙(calcium alginate)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)。
8. 如权利要求1所述的热失控抑制组件，其中所述第二膜片的外表面更包含有一第二保护...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨思枬，
申请(专利权)人：辉能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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