【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子二次电池，具体涉及一种钠离子二次电池。
技术介绍
1、钠离子电池与锂离子电池几乎同时起步，相比于锂元素，钠资源约占地壳元素储量的2.64％，且获得的方法十分简单，相比于锂离子电池，钠离子电池在成本上将更加具有优势。钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，是利用钠离子在正负极之间脱嵌过程实现充放电，与锂电相比，钠离子电池资源广、成本低且波动小，且具有宽温区和高安全的性能赋予替代潜力，因此，发展高性能、低成本的钠离子电池是决定其是否能够产业化的决定性因素。
2、目前钠离子电池的负极材料多以生物质硬碳为主，但是低温焙烧的硬碳虽然有较高的离子电导率，却有着首效低、循环不稳定的缺点。钠离子电池是利用钠离子在正负极之间脱嵌过程实现充放电，但钠离子的半径比锂离子的半径大，在电池充放电过程中钠离子在电解液中的迁移扩散性能差，嵌入势垒高，造成钠离子电池循环性能低。
技术实现思路
1、针对现有钠离子电池循环性能低、首效低的问题，本申请提供一种钠离子二次电池。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
3、一方面，本申请提供一种钠离子二次电池，包括正极、负极和电解液，所述负极包括负极活性物质，所述电解液包括钠盐、添加剂和非水有机溶剂，所述添加剂包括环状硫酸酯，所述非水有机溶剂包括结构式1所示的氟醚溶剂，
4、fxcnh2n+1-xocmh2m+1
5、结构式1
6、其中x/(2n+1)＜0.8，n/m＞
7、所述钠离子二次电池满足以下关系式：
8、0.9≤(a·d)/(b·c)≤20；
9、其中，8％≤a≤25％，0.5％≤b≤3％，4m2/g≤c≤7m2/g；
10、a为所述电解液中结构式1所示的氟醚溶剂的质量百分含量，单位％；
11、b为所述电解液中环状硫酸酯的质量百分含量，单位％；
12、c为所述负极活性物质的比表面积，单位m2/g；
13、d为所述电解液在25℃的粘度，单位mpa·s。
14、优选的，所述钠离子二次电池满足以下关系式：2≤(a·d)/(b·c)≤16。
15、优选的，所述结构式1所示的氟醚溶剂包括2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基甲基醚、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基乙基醚、2,3,3,4,4,5,5-七氟戊基甲基醚、2,3,3,4,4,5,5-七氟戊基乙基醚、2,2,3,3,4,4,5-七氟戊基甲基醚、2,2,3,3,4,4,5-七氟戊基乙基醚、3,3,4,4,5,5-六氟戊基甲基醚、3,3,4,4,5,5-六氟戊基乙基醚、2,2,3,3,4,4-六氟丁基甲基醚、2,2,3,3,4,4-六氟戊基甲基醚和2,2,3,3,4,4-六氟丁基乙基醚中的一种或多种；
16、优选的，所述结构式1所示的氟醚溶剂包括2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基乙基醚、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基甲基醚、2,3,3,4,4,5,5-七氟戊基甲基醚一种或多种；
17、优选的，基于所述电解液的质量为100％计，所述结构式1所示的氟醚溶剂的质量百分含量a为10％～22％。
18、优选的，所述环状硫酸酯包括1,3-丙磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸亚乙酯、4-丙基硫酸亚乙酯、硫酸丙烯酯、4-甲基硫酸亚丙酯和4-丙基硫酸亚丙酯中的一种或多种；
19、优选的，基于所述电解液的质量为100％计，所述环状硫酸酯的质量百分含量b为1％～3％。
20、优选的，所述环状硫酸酯为硫酸乙烯酯。
21、优选的，所述环状硫酸酯为1,3-丙烯磺酸内酯。
22、优选的，所述环状硫酸酯由1,3-丙烯磺酸内酯和硫酸乙烯酯组成。所述所述负极活性物质包括软碳、硬碳、碳纳米管、膨胀石墨、石墨烯中的一种或几种；
23、优选的，所述负极活性物质的比表面积c为4m2/g～6m2/g。
24、优选的，所述钠盐包括高氯酸钠(naclo4)、四氟硼酸钠(nabf4)、六氟磷酸钠(napf6)、三氟乙酸钠(cf3coona)、四苯硼酸钠(nab(c6h5)4)、三氟甲基磺酸钠(naso3cf3)、双(氟磺酰)亚胺钠(na[(fso2)2n])和双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(na[(cf3so2)2n])中的一种或多种；
25、优选的，基于所述电解液的质量为100％计，所述电解液中钠盐的质量百分含量为8％～15％。
26、优选的，所述非水有机溶剂还包括辅助溶剂，所述辅助溶剂包括碳酸酯类、羧酸酯类、醚类中的一种或几种；
27、优选的，所述碳酸酯类包括碳原子数3～5的环状或链状碳酸酯，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸亚丁酯中的一种或多种；所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯中的一种或多种；
28、所述羧酸酯类包括碳原子数2～6的羧酸酯，所述羧酸酯包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸丙酯中的一种或多种；
29、所述醚类包括碳原子数4～10的环状醚或链状醚，所述环状醚包括1,3-二氧戊烷、1,4-二氧惡烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃，2-三氟甲基四氢呋喃中的一种或多种；所述链状醚包括二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷(dme)、二甘醇二甲醚中的一种或多种；
30、以所述电解液的质量为100％计，所述辅助溶剂的质量百分含量为60％～85％，优选范围为65％～80％。
31、优选的，所述添加剂还包括氟代碳酸酯；
32、优选的，所述氟代碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯中的一种或两种；
33、以所述电解液的质量为100％计，所述氟代碳酸酯的质量百分含量为1％～5％。
34、所述正极活性物质包括含钠的层状氧化物、含钠的聚阴离子化合物、含钠的普鲁士蓝化合物中的一种或几种；
35、所述含钠的层状氧化物包括式(1)所示的化合物中的一种或多种；
36、naimo2式(1)
37、其中0＜i≤1，m选自v、cr、mn、fe、co、ni、cu中的一种或多种；
38、优选的，所述含钠的层状氧化物包括na[cu1/9ni2/9fe1/3mn1/3]o2、na0.44mno2、na2/3[fe1/2mn1/2]o2、na[ni1/3fe1/3mn1/3]o2、na7/9[cu2/9fe1/9mn2/3]o2、nani0.7co0.15mn0.15o2中的一种或多种；
39、所述含钠的聚阴离子化合物包括na3v2(po4)2f3；
40、所述含钠的普鲁士蓝化合物包括式(2)所示的化合物中的一种或多种；
41、axm＇＇[m＇(cn)6本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钠离子二次电池，其特征在于，包括正极、负极和电解液，所述负极包括负极活性物质，所述电解液包括钠盐、添加剂和非水有机溶剂，所述添加剂包括环状硫酸酯，所述非水有机溶剂包括结构式1所示的氟醚溶剂，
2.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述钠离子二次电池满足以下关系式：2≤(a·d)/(b·c)≤16。
3.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述结构式1所示的氟醚溶剂包括2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基甲基醚、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基乙基醚、2,3,3,4,4,5,5-七氟戊基甲基醚、2,3,3,4,4,5,5-七氟戊基乙基醚、2,2,3,3,4,4,5-七氟戊基甲基醚、2,2,3,3,4,4,5-七氟戊基乙基醚、3,3,4,4,5,5-六氟戊基甲基醚、3,3,4,4,5,5-六氟戊基乙基醚、2,2,3,3,4,4-六氟丁基甲基醚、2,2,3,3,4,4-六氟戊基甲基醚和2,2,3,3,4,4-六氟丁基乙基醚中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述环状硫酸酯
5.根据权利要求4所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述环状硫酸酯由1,3-丙烯磺酸内酯和硫酸乙烯酯组成。
6.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述负极活性物质包括软碳、硬碳、碳纳米管、膨胀石墨、石墨烯中的一种或几种，所述负极活性物质的比表面积c为4m2/g～6m2/g。
7.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述钠盐包括高氯酸钠(NaClO4)、四氟硼酸钠(NaBF4)、六氟磷酸钠(NaPF6)、三氟乙酸钠(CF3COONa)、四苯硼酸钠(NaB(C6H5)4)、三氟甲基磺酸钠(NaSO3CF3)、双(氟磺酰)亚胺钠(Na[(FSO2)2N])和双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(Na[(CF3SO2)2N])中的一种或多种；
8.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述非水有机溶剂还包括辅助溶剂，所述辅助溶剂包括碳酸酯类、羧酸酯类、醚类中的一种或几种；
9.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述添加剂还包括氟代碳酸酯；
10.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述正极包括正极活性物质，所述正极活性物质包括含钠的层状氧化物、含钠的聚阴离子化合物、含钠的普鲁士蓝化合物中的一种或几种；
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子二次电池，其特征在于，包括正极、负极和电解液，所述负极包括负极活性物质，所述电解液包括钠盐、添加剂和非水有机溶剂，所述添加剂包括环状硫酸酯，所述非水有机溶剂包括结构式1所示的氟醚溶剂，
2.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述钠离子二次电池满足以下关系式：2≤(a·d)/(b·c)≤16。
3.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述结构式1所示的氟醚溶剂包括2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基甲基醚、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基乙基醚、2,3,3,4,4,5,5-七氟戊基甲基醚、2,3,3,4,4,5,5-七氟戊基乙基醚、2,2,3,3,4,4,5-七氟戊基甲基醚、2,2,3,3,4,4,5-七氟戊基乙基醚、3,3,4,4,5,5-六氟戊基甲基醚、3,3,4,4,5,5-六氟戊基乙基醚、2,2,3,3,4,4-六氟丁基甲基醚、2,2,3,3,4,4-六氟戊基甲基醚和2,2,3,3,4,4-六氟丁基乙基醚中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的钠离子二次电池，其特征在于，所述环状硫酸酯包括1,3-丙磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸亚乙酯、4-丙基硫酸亚乙酯、硫酸丙烯酯、4-甲基硫酸亚丙酯和4-丙基硫酸亚丙酯中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘中波，刘杨，敖小虎，张强强，郑仲天，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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