一种钠离子电池用电解液及钠离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种钠离子电池用电解液及钠离子电池，包括钠盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠。相比于现有技术，本发明专利技术提供的电解液，添加三种添加剂共同作用，不仅能形成较稳定的SEI/CEI膜，在循环和高温存储时能够抑制正极材料活性物质过渡金属的溶解，提高正极材料的稳定性，还可以在负极抑制锂枝晶的形成，防止电池短路，同时还能明显降低气体的生成，有效提高电池的安全性。电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池用电解液及钠离子电池


[0001]本专利技术涉及钠电池领域，具体涉及一种钠离子电池用电解液及钠离子电池。

技术介绍

[0002]钠是地球上储量较丰富的元素之一，其工作原理与锂离子电池相似，同时具有成本低、安全性好及能长期大规模存储等优点，越来越受到研发人员的关注。但钠离子电池也存在循环性能较差、高温存储胀气及首次效率较低等缺点，制约了其广泛的应用。
[0003]电解液作为钠离子动力电池的关键材料之一，其对电池的循环、高低温性能等有着显著的影响。在电解液的三大组分中，钠盐和溶剂的配方变化不大，添加剂是提升钠离子电池性能的关键因素，因此开发满足钠离子电池性能的添加剂对电解液具有重要意义。
[0004]有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种钠离子电池用电解液，可以有效提升钠离子电池的循环性能、高温性能以及安全性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种钠离子电池用电解液，包括钠盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠。
[0008]优选的，所述烷烃醇钠为乙醇钠、异丙醇钠、仲丁醇钠、叔丁醇钠中的任意一种。
[0009]优选的，所述添加剂的总质量为电解液总质量的1～20％。
[0010]优选的，所述氟代碳酸乙烯酯的质量为所述电解液总质量的0.1～6％；所述硫酸乙烯酯的质量为所述电解液总质量的0.1～5％；所述烷烃醇钠的质量为所述电解液总质量的0.1～5％。
[0011]优选的，所述氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠的质量比为(1～5)：(0.5～3)：(0.5～5)。
[0012]优选的，所述钠盐为六氟磷酸钠、高氯酸钠、四氟硼酸钠和双氟草酸硼酸钠中的一种或多种。
[0013]优选的，所述钠盐的质量为所述电解液总质量的12～20％。
[0014]优选的，所述溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂；所述环状有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或多种，所述链状有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种。
[0015]优选的，所述溶剂的质量为所述电解液总质量的60～85％。
[0016]本专利技术的目的之二在于，提供一种钠离子电池，包括正极片、负极片、间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜、以及电解液；所述电解液为上述一项所述的电解液。
[0017]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0018]1)本专利技术提供的电解液，添加三种添加剂共同作用，不仅能形成较稳定的SEI/CEI
膜，在循环和高温存储时能够抑制正极材料活性物质过渡金属的溶解，提高正极材料的稳定性，还可以在负极抑制锂枝晶的形成，防止电池短路，同时还能明显降低气体的生成，有效提高电池的安全性。
[0019]2)其中，添加的氟代碳酸乙烯酯具有较高的电负性和较强的吸电子能力，其在负极表面形成稳定性好且电导率高的SEI膜。而添加的硫酸乙烯酯可以生成离子导电性较好的磺酸盐，降低界面阻抗，从而在负极形成低阻抗的SEI膜，降低电池在循环和高温存储中阻抗的增加。而添加的烷烃醇钠包括烷烃氧基阴离子和钠阳离子，烷烃氧基阴离子亲核性强，可以加速溶剂碳酸乙烯酯的开环聚合反应，在正极形成富聚碳酸酯的CEI膜，同时钠阳离子能促进在正极形成更多NaF等无机组分，提高CEI膜的导电性及稳定性。
具体实施方式
[0020]1、钠离子电池用电解液
[0021]本专利技术第一方面在于提供一种钠离子电池用电解液，包括钠盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠。
[0022]优选的，所述烷烃醇钠为乙醇钠、异丙醇钠、仲丁醇钠、叔丁醇钠中的任意一种。更优选的，所述烷烃醇钠为乙醇钠或异丙醇钠，乙氧基或异丙醇基阴离子的亲核性更强，不仅可以加速溶剂溶剂碳酸乙烯酯开环聚合反应，在正极形成富聚碳酸酯的CEI膜，同时钠阳离子能促进在正极形成更多NaF等无机组分，提高CEI膜的导电性及稳定性，且在循环过程中，优选的异丙基钠能降低平均充电电位，提高平均放电电位，由此提升循环性能。
[0023]优选的，所述添加剂的总质量可为电解液总质量的1～3％、3～5％、5～8％、8～10％、10～13％、13～15％、15～20％。所述添加剂的总质量的占比是指氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠三种添加剂的质量之和在电解液中的占比。将添加剂的总质量设置在上述范围内，一方面可以避免含量较小而无法有效提升钠离子电池的各项性能；另一方面也可避免含量过多反而抑制了钠离子电池的电化学性能。
[0024]优选的，所述氟代碳酸乙烯酯的质量可为所述电解液总质量的0.1～0.5％、0.5～1％、1～1.5％、1.5～2％、2～2.5％、2.5～3％、3～3.5％、3.5～4％、4～4.5％、4.5～5％、5～6％；所述硫酸乙烯酯的质量可为所述电解液总质量的0.1～0.5％、0.5～1％、1～1.5％、1.5～2％、2～2.5％、2.5～3％、3～3.5％、3.5～4％、4～4.5％、4.5～5％；所述烷烃醇钠的质量为所述电解液总质量的0.1～0.5％、0.5～1％、1～1.5％、1.5～2％、2～2.5％、2.5～3％、3～3.5％、3.5～4％、4～4.5％、4.5～5％。
[0025]优选的，所述氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠的质量比为(1～5)：(0.5～3)：(0.5～5)。更优选的，所述氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠的质量比为3:1:1、5:1:1、3:2:1、3:1:3、3:1:5。
[0026]优选的，所述钠盐为六氟磷酸钠、高氯酸钠、四氟硼酸钠和双氟草酸硼酸钠中的一种或多种。
[0027]优选的，所述钠盐的质量为所述电解液总质量的12～20％。
[0028]优选的，所述溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂；所述环状有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或多种，所述链状有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种。
[0029]优选的，所述溶剂的质量为所述电解液总质量的60～85％。
[0030]2、钠离子电池
[0031]本专利技术第二方面在于提供一种钠离子电池，包括正极片、负极片、间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜、以及电解液；所述电解液为上述一项所述的电解液。
[0032]为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式，对本专利技术及其有益效果作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0033]实施例1
[0034]一种钠离子电池用电解液，包括钠盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和乙醇钠。
[0035]该电解液的制备方法为：将NaPF6(六氟磷酸钠)、混合有机溶剂(EC:DEC:EMC：＝3:2:5)、F本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池用电解液，其特征在于，包括钠盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠。2.根据权利要求1所述的钠离子电池用电解液，其特征在于，所述烷烃醇钠为乙醇钠、异丙醇钠、仲丁醇钠、叔丁醇钠中的任意一种。3.根据权利要求1所述的钠离子电池用电解液，其特征在于，所述添加剂的总质量为电解液总质量的1～20％。4.根据权利要求3所述的钠离子电池用电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯的质量为所述电解液总质量的0.1～6％；所述硫酸乙烯酯的质量为所述电解液总质量的0.1～5％；所述烷烃醇钠的质量为所述电解液总质量的0.1～5％。5.根据权利要求4所述的钠离子电池用电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和烷烃醇钠的质量比为(1～5)：(0.5～3)：(0.5～5)。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，徐雄文，王志斌，黄玉希，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：