【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，具体涉及一种钠离子电池的电解液及其制备方法。
技术介绍
1、相比于锂离子电池，钠离子电池具有钠资源储量丰富，成本低廉，安全性高等优点，主要应用于储能、基站、电动自行车、低端乘用车等市场，有望在未来成为锂离子电池的替代品。
2、然而，钠离子电池sei膜溶解性强于锂离子电池sei膜，在充放电过程中的不稳定性会产生持续的副反应，导致不可逆的容量损失，电池鼓包产气甚至使电解液耗尽，使得钠离子电池不如锂离子电池稳定，严重制约了钠离子电池的实际的商业化应用。目前改善钠离子电池高温及倍率性能主要方式有：
3、一、控制正负极材料比表及粒径；
4、二、对正负极材料进行掺杂及包覆改性；
5、三、使用电解液添加剂；
6、而使用添加剂是最经济的方式，但目前商用添加剂都存在各自的短板，如氟代碳酸乙烯酯(fec)改善低温产气及循环性能，但高温产气导致高温性能劣化，1,3丙磺酸内酯(ps)改善高温性能和抑制产气，但会增加负极的阻抗。碳酸亚乙烯酯(vc)是一种很好的负极成膜剂，能够优先反应形成sei膜，但其与钠电中的硬碳负极不太匹配，用量超过1％就产气严重，造成鼓包现象，性能劣化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种钠离子电池的电解液及其制备方法，解决以下技术问题：
2、如何防止钠离子电池在使用和储存中产生鼓包。
3、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
4、第一方面，本专利
5、
6、在式(ⅰ)中，所述r1、r2、r3、r4分别独立地表示f、h、c1-c10的烷氧基、直链或支链烷基；n表示碳链中碳的个数，取值为1-10；x、y、z分别表示f或ch3。
7、优选地，所述r1、r2、r3、r4分别独立地表示f、h、c1-c6的烷氧基、直链或支链烷基；n的取值为1-6。
8、更优选地，所述r1、r2、r3、r4分别独立地表示f、h、甲氧基、三甲氧基中的任意一种。
9、具体地，式(i)所示的化合物选自以下化合物中的一种或多种：化合物1：化合物2：化合物3：
10、化合物4：化合物5：更具体地，式(i)所示的化合物选自以下任意一组化合物的组合：组合1：
11、
12、
13、
14、组合2：
15、
16、组合3：
17、
18、组合4：
19、
20、
21、在本专利技术更进一步的方案中：为了提高电解液的电导率并避免钠盐浓度过高导致电解液黏度增加，所述钠盐的浓度为0.1-1.2m，例如，可以为0.4m、0.6m、0.8m、1.0m、1.2m。
22、在本专利技术更进一步的方案中：电解液添加剂含量过高，会成膜过厚影响容量和倍率，同时也增加成本；添加剂含量过少则无法在电池正负极表面形成界面膜，从而影响电池的高温循环性能和高温存储性能，因此，所述电解液添加剂的添加量设定为电解液质量的0.1-3.0wt％。
23、在本专利技术更进一步的方案中：所述钠盐包括六氟磷酸钠(napf6)、四氟硼酸钠(nabf4)、高氯酸钠(naclo4)、二草酸硼酸钠(nabob)、二氟草酸硼酸钠(naodfb)、二氟草酸磷酸钠(naodfp)、双氟磺酰亚胺钠盐(nafsi)、双三氟甲基磺酰亚胺钠(natfsi)中的至少一种。
24、需要注意的是，所述钠盐并不局限于上述种类，在本行业中常用的钠盐均可以应用至本方案中。
25、在本专利技术更进一步的方案中：所述溶剂包括链状和环状碳酸酯类、羧酸酯类、链状醚类中的一种或多种；其中，环状碳酸酯类溶剂包括但不限于碳酸丙烯酯(pc)、碳酸丙烯酯(pc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)；链状碳酸酯类溶剂包括但不限于碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)；羧酸酯类溶剂包括但不限于乙酸丙酯(pa)、乙酸乙酯(ea)、丙酸丙酯(pp)；链状醚类溶剂包括但不限于乙二醇二甲醚(dme)、乙二醇二乙醚(dee)。
26、需要注意的是，所述溶剂并不局限于上述种类，在本行业中常用的溶剂均可以应用至本方案中。
27、在本专利技术更进一步的方案中：所述电解液还包括功能添加剂，所述功能添加剂为电解液质量的0.1-10.0wt％。
28、在本专利技术更进一步的方案中：所述功能添加剂包括成膜添加剂、低温添加剂、高温添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂中的至少一种。
29、在本专利技术更进一步的方案中：所述功能添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、甲烷二磺酸亚甲酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
30、第二方面，本专利技术还公开了一种如上所述钠离子电池的电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向溶剂中加入钠盐，待钠盐完全溶解后，再次加入钠盐和有机硅腈类化合物混合均匀，即得到电解液。
31、在本专利技术更进一步的方案中：再次加入钠盐和有机硅腈类化合物的同时还加入了功能添加剂。
32、本专利技术的有益效果：
33、本专利技术在电解液中加入了式(ⅰ)所示的有机硅腈类化合物，该化合物同时包括硅烷基、腈基和苯基，减少氟化氢的产生，降低对电极电解液界面膜腐蚀，抑制产气，以提高电池的高温存储稳定性其中硅烷基能够从电解液中捕获h2o、hf和pf5，减少对正极结构的破坏，提高正极材料高温稳定性，降低高温产气量，从而提高高温性能；腈基能够减缓fec在高温下分解的不良后果，具有较好的耐高电压效果，可提高电池的抗过放电性能；苯环结构具有很大的刚性，使得界面膜更加稳定；该化合物还具有低homo能级，能在正极表面优先溶剂氧化还原形成一层稳定的界面膜，有效隔离电解液和电极，避免电解液与电极之间的氧化反应，减少hf的生成，从而降低hf对正极的腐蚀，抑制电池在高温下的产气，防止鼓包现象的产生，从而提高电池的高温存储性能。
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1.一种钠离子电池的电解液，所述电解液的组分包括钠盐、电解液添加剂和溶剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括有机硅腈类化合物，所述有机硅腈类化合物的化学式如式(Ⅰ)所示：
2.根据权利要求1所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述钠盐的浓度为0.1-1.2M，所述电解液添加剂为电解液质量的0.1-3.0wt％。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠、二草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、二氟草酸磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠盐、双三氟甲基磺酰亚胺钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述溶剂包括链状和环状碳酸酯类、羧酸酯类、链状醚类中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述电解液还包括功能添加剂，所述功能添加剂为电解液质量的0.1-10.0wt％。
6.根据权利要求5所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述功能添加剂包括成膜添加剂、低温添加剂、高温添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池的电解液，所述电解液的组分包括钠盐、电解液添加剂和溶剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括有机硅腈类化合物，所述有机硅腈类化合物的化学式如式(ⅰ)所示：
2.根据权利要求1所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述钠盐的浓度为0.1-1.2m，所述电解液添加剂为电解液质量的0.1-3.0wt％。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠、二草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、二氟草酸磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠盐、双三氟甲基磺酰亚胺钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述溶剂包括链状和环状碳酸酯类、羧酸酯类、链状醚类中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的钠离子电池的电解液，其特征在于，所述电解液还包括功能添加剂，...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤伟，梁冲，胥超，
申请(专利权)人：安徽吉厚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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