System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种钠离子电池非水电解液及钠离子电池制造技术_技高网

一种钠离子电池非水电解液及钠离子电池制造技术

技术编号:41937053 阅读:10 留言:0更新日期:2024-07-05 14:30
为克服现有钠离子电池在高温下产气和低温下容量损失的问题,本发明专利技术提供了一种钠离子电池非水电解液,包括溶剂、钠盐和添加剂,所述添加剂包括化合物A,所述化合物A由结构式Ⅰ所示化合物与基团A或基团B中的至少一个键合得到;其中,结构式Ⅰ中,羟基的氧原子与基团A和基团B中的一个或两个键合,*表示键合位置;本发明专利技术还提供了包括如上所述的钠离子电池非水电解液的钠离子电池。本发明专利技术提供的钠离子电池非水电解液有效降低了电池阻抗和提高电池高温稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池,具体涉及一种钠离子电池非水电解液及钠离子电池


技术介绍

1、随着锂离子电池的需求量迅速增加,锂资源成本不断增加,锂离子电池的生产成本也逐渐提高,面对上述问题,研究者们开始思考利用资源丰富的钠元素取代锂元素,并逐渐开始了对钠离子电池的研究。钠离子电池与锂离子电池原理结构类似,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。然而,相较锂离子而言,钠离子半径更大,导致其在正负极材料中的脱出、嵌入速度更慢,扩散速度更低,使得钠离子电池在长期循环过程中,容量衰减更加明显;在高、低温性能方面,钠离子电池存在与锂离子电池相似的问题:高温下阻抗升高明显、产气加剧,低温下容量损失严重。因此,钠离子电池性能的优劣是影响其是否能够产业化的决定性因素。


技术实现思路

1、针对现有钠离子电池在高温下产气和低温下容量损失的问题,本专利技术提供了一种钠离子电池非水电解液及钠离子电池。

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,本专利技术提供了一种钠离子电池非水电解液,包括溶剂、钠盐和添加剂,所述添加剂包括化合物a,所述化合物a由结构式ⅰ所示化合物与基团a或基团b中的至少一个键合得到;

4、

5、      

6、其中,n为0或1;r1、r2、r3、r4、r5各自独立选自h、c1~c5的烷氧基、羟基或含羟基的碳原子数为c1~c5的烷基,且r1~r5中含有至少4个羟基;p>

7、其中,结构式ⅰ中,羟基的氧原子与基团a和基团b中的一个或两个键合,*表示键合位置;

8、

9、可选的,所述钠盐选自napf6、nafsi和nadfob中的一种或多种。

10、可选的,所述钠盐的浓度为0.1mol/l~2mol/l。

11、可选的,所述化合物a中,结构式ⅰ所示化合物至少含有4个与基团a和基团b中的一种或两种键合的羟基,且形成至少有2个含有基团a和基团b中的一种或两种的环状结构。

12、可选的,所述化合物a选自以下化合物中的一种或多种:

13、

14、

15、可选的,所述添加剂还包括功能性添加剂,所述功能性添加剂包括磺酸内酯类化合物、环状碳酸酯类化合物、磷酸酯类化合物、硼酸酯类化合物和腈类化合物中的至少一种。

16、所述磺酸内酯类化合物选自1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯或1,3-丙烯磺酸内酯中的至少一种;

17、所述环状碳酸酯类化合物选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种;

18、所述磷酸酯类化合物选自三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯中的至少一种;

19、所述硼酸酯类化合物选自三(三甲基硅烷)硼酸酯和三(三乙基硅烷)硼酸酯中的至少一种;

20、所述腈类化合物选自丁二腈、戊二腈、乙二醇双(丙腈)醚、己烷三腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈中的至少一种。

21、可选的,所述溶剂包括醚类溶剂、腈类溶剂、碳酸酯类溶剂、羧酸可选的,以所述非水电解液的总质量为100%计,所述化合物a的质量百分含量为0.05%~10%,所述功能性添加剂的质量百分含量为0.05%~5%。

22、酯类溶剂和砜类溶剂中的一种或多种。

23、另一方面,本专利技术提供了一种钠离子电池,包括正极、负极及如上所述的钠离子电池非水电解液。

24、本申请提供的钠离子电池非水电解液,加入了化合物a,能在电极界面发生电化学还原反应,化合物a中的硫酸酯结构能得到电子形成硫酸钠盐类物质,在电极界面形成导钠离子界面;同时该结构中的硫酸酯单元均可分别形成自由基中间体,并进一步与另外的硫酸酯、钠盐等反应,形成有机-无机复合,且不易被破坏的sei膜。本申请提供的非水电解液可以在电极界面形成均匀稳定、具有较好强度和韧性的sei膜,能够显著改善钠离子电池的高温存储及循环性能,同时具有降低电池阻抗、优化电池低温性能的效果。

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【技术保护点】

1.一种钠离子电池非水电解液,其特征在于,包括溶剂、钠盐和添加剂,所述添加剂包括化合物A,所述化合物A由结构式Ⅰ所示化合物与基团A或基团B中的至少一个键合得到;

2.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述钠盐选自NaPF6、NaFSI和NaDFOB中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述钠盐的浓度为0.1mol/L~2mol/L。

4.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述化合物A中,结构式Ⅰ所示化合物至少含有4个与基团A和基团B中的一种或两种键合的羟基,且形成至少有2个含有基团A和基团B中的一种或两种的环状结构。

5.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述化合物A选自以下化合物中的一种或多种:

6.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述添加剂还包括功能性添加剂,所述功能性添加剂包括磺酸内酯类化合物、环状碳酸酯类化合物、磷酸酯类化合物、硼酸酯类化合物和腈类化合物中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,

8.根据权利要求6所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,以所述非水电解液的总质量为100%计,所述化合物A的质量百分含量为0.05%~10%,所述功能性添加剂的质量百分含量为0.05%~5%。

9.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述溶剂包括醚类溶剂、腈类溶剂、碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂和砜类溶剂中的一种或多种。

10.一种钠离子电池,其特征在于,包括正极、负极及权利要求1~9任意一项所述的钠离子电池非水电解液。

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【技术特征摘要】

1.一种钠离子电池非水电解液,其特征在于,包括溶剂、钠盐和添加剂,所述添加剂包括化合物a,所述化合物a由结构式ⅰ所示化合物与基团a或基团b中的至少一个键合得到;

2.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述钠盐选自napf6、nafsi和nadfob中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述钠盐的浓度为0.1mol/l~2mol/l。

4.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述化合物a中,结构式ⅰ所示化合物至少含有4个与基团a和基团b中的一种或两种键合的羟基,且形成至少有2个含有基团a和基团b中的一种或两种的环状结构。

5.根据权利要求1所述的钠离子电池非水电解液,其特征在于,所述化合物a选自以下化合物中的一种或多种:

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【专利技术属性】
技术研发人员:向书槐贾超洋
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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