本申請涉及新能源，特別是涉及一種電解液及其制備方法、二次電池及用電裝置。

背景技術：

1、這里的陳述僅提供與本申請有關的背景信息，而不必然構成現有技術。

2、近年來，鋰離子電池等二次電池的應用范圍越來越廣泛，例如廣泛應用于水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領域。電解液是鋰離子電池的重要組成部分，目前動力電池商用電解液具有易燃的特性，在電池發生熱失控時，電解液燃燒會加劇安全隱患。隨著鋰離子電池取得了極大的發展，因此如何降低電池熱失控時造成的損害程度變得非常重要。

技術實現思路

1、本申請提供一種能夠降低電池熱失控時造成的損害程度的電解液及其制備方法、二次電池及用電裝置。

2、為了達到上述目的，本申請的第一方面提供了一種電解液，包括電解質鹽、第一溶劑及復合阻燃劑，所述復合阻燃劑包括阻燃物和凝膠聚合物，所述阻燃物位于所述凝膠聚合物的內部孔隙中，所述電解質鹽溶解于所述第一溶劑，所述復合阻燃劑分散于所述第一溶劑中。

3、由此，本申請的上述電解液，將阻燃物與凝膠聚合物以復合阻燃劑的形式添加到電解液中，復合阻燃劑整體分散于電解液的第一溶劑中，復合阻燃劑中的阻燃物位于凝膠聚合物的內部孔隙中，如此可抑制阻燃物與極片表面直接接觸，抑制阻燃物在極片表面發生副反應的問題；同時當電池溫度過高時，電解液中復合阻燃劑的凝膠聚合物可在高溫下進一步固化，形成交聯固化聚合物起到阻斷導通作用，起到初步防止熱失控的作用，特別是過充階段防止熱失控的作用；隨著溫度持續升高，電池電芯失效燃燒，復合阻燃劑中的阻燃物吸收燃燒過程中產生的自由基，從而阻斷燃燒的持續反應，起到進一步的阻燃和防止熱失控的作用，如此多方面協同，有利于延長電池使用壽命，降低電池熱失控時造成的損害程度。

4、在本申請的一些實施方式中，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

5、(1)在所述電解液中，所述復合阻燃劑的質量含量為1％～10％；

6、(2)在所述復合阻燃劑中，所述阻燃物的質量含量為30％～70％；

7、(3)在所述電解液中，所述電解質鹽的濃度為0.5～1.5mol/l。

8、在本申請的一些實施方式中，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

9、(1)在所述電解液中，所述復合阻燃劑的質量含量為2％～6％；

10、(2)在所述復合阻燃劑除溶劑之外的組分中，所述阻燃物的質量含量為40％～60％；

11、(3)在所述電解液中，所述電解質鹽的濃度為0.8～1.2mol/l。

12、在本申請的一些實施方式中，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

13、(1)所述阻燃物包括磷酸酯類阻燃物，

14、(2)所述凝膠聚合物的組分包括主體聚合物和第二溶劑；

15、(3)所述電解液的動力粘度在3.5～5cp。

16、在本申請的一些實施方式中，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

17、(1)所述阻燃物包括鹵代磷酸酯、鹵代亞磷酸酯和鹵代膦酸酯中的至少一種；

18、(2)所述主體聚合物具有羰基基團；

19、(3)所述第二溶劑包括碳酸酯溶劑。

20、在本申請的一些實施方式中，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

21、(1)所述阻燃物包括2-氟-2-磷酰基乙酸三乙酯和雙(2,2,2-三氟乙基)甲基磷酸酯中的至少一種；

22、(2)所述主體聚合物包括酯類聚合物。

23、在本申請的一些實施方式中，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

24、(1)所述電解質鹽包括電解質鋰鹽和電解質鈉鹽中的至少一種；

25、(2)所述第一溶劑包括酯溶劑、醚溶劑及砜類溶劑中的至少一種；

26、(3)所述電解液的離子電導率為4～10ms/cm。

27、本申請的第二方面還提供一種上述任一所述的電解液的制備方法，包括如下步驟：

28、將所述阻燃物和制備所述凝膠聚合物的原料混合并進行固化反應，得到所述復合阻燃劑；

29、將所述復合阻燃劑與所述電解質鹽、所述第一溶劑攪拌混合，形成所述電解液。

30、在本申請的一些實施方式中，控制所述攪拌的步驟，使所述電解液的動力粘度控制在3.5～5cp。

31、在本申請的一些實施方式中，所述凝膠聚合物的制備原料包括聚合物單體和引發劑。

32、在本申請的一些實施方式中，所述制備方法滿足如下條件中的至少一個：

33、(1)所述聚合物單體包括酯類單體；

34、(2)所述聚合物單體與所述阻燃物的質量比為(1～5):1；

35、(3)所述聚合物單體與所述引發劑的質量比為(10～20):1。

36、本申請的第二方面提供一種二次電池，包括正極極片、負極極片及如上述任一所述的電解液，所述電解液設于所述正極極片與所述負極極片之間。

37、在本申請的一些實施方式中，所述負極極片包括碳基負極活性材料；可選地，所述碳基負極活性材料包括人造石墨、天然石墨、軟炭及硬炭中的至少一種。

38、本申請的第三方面提供一種用電裝置，包括上述任一所述的二次電池。

39、本申請的用電裝置包括本申請提供的二次電池，因而至少具有與所述二次電池相同的優勢。

40、本申請的一個或多個實施例的細節在下面的附圖和描述中提出。本申請的其他特征、目的和優點將從說明書、附圖以及權利要求書變得明顯。

技術特征：

1.一種電解液，其特征在于，包括電解質鹽、第一溶劑及復合阻燃劑，所述復合阻燃劑包括阻燃物和凝膠聚合物，所述阻燃物位于所述凝膠聚合物的內部孔隙中，所述電解質鹽溶解于所述第一溶劑，所述復合阻燃劑分散于所述第一溶劑中。

2.如權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

3.如權利要求2所述的電解液，其特征在于，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

4.如權利要求1至3任一項所述的電解液，其特征在于，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

5.如權利要求4所述的電解液，其特征在于，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

6.如權利要求5所述的電解液，其特征在于，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

7.如權利要求1至3、5至6任一項所述的電解液，其特征在于，所述電解液滿足如下條件中的至少一個：

8.如權利要求1至7任一項所述的電解液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

9.如權利要求8所述的電解液的制備方法，其特征在于，控制所述攪拌的步驟，使所述電解液的動力粘度控制在3.5～5cp。

10.如權利要求8至9任一項所述的電解液的制備方法，其特征在于，所述凝膠聚合物的制備原料包括聚合物單體和引發劑。

11.如權利要求10所述的電解液的制備方法，其特征在于，所述制備方法滿足如下條件中的至少一個：

12.一種二次電池，其特征在于，包括正極極片、負極極片及如權利要求1至6任一項所述的電解液，所述電解液設于所述正極極片與所述負極極片之間。

13.如權利要求12所述的二次電池，其特征在于，所述負極極片包括碳基負極活性材料；可選地，所述碳基負極活性材料包括人造石墨、天然石墨、軟炭及硬炭中的至少一種。

14.一種用電裝置，其特征在于，包括權利要求12至13任一項所述的二次電池。

技術總結
本申請涉及一種電解液及其制備方法、二次電池及用電裝置。該電解液包括電解質鹽、第一溶劑及復合阻燃劑，所述復合阻燃劑包括阻燃物和凝膠聚合物，所述阻燃物位于所述凝膠聚合物的內部孔隙中，所述電解質鹽溶解于所述第一溶劑，所述復合阻燃劑分散于所述第一溶劑中。該電解液應用于二次電池，有利于延長電池使用壽命，降低電池熱失控時造成的損害程度。

技術研發人員：吳凱,代志鵬,靳超,葉永煌,吳子睿,張鑫
受保護的技術使用者：寧德時代新能源科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24