【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无负极钠金属电池，具体涉及一种用于无负极钠金属电池的电解液及无负极钠金属电池。
技术介绍
1、无负极钠金属电池是一种新型的电池技术，与传统的电池不同，它不需要使用负极材料。在传统的电池中，负极材料(如石墨、硅碳、锌、锂等)与正极材料(如氧化物、硫化物等)之间发生电化学反应来储存或者释放电能。而无负极钠金属电池摒弃传统在箔材上涂覆石墨或硅碳做负极的方式，转而直接使用箔材做负极，充电过程中，从正极材料中脱出的钠离子，穿梭到负极被还原成钠金属在箔材上进行沉积。
2、无负极钠金属电池具有成本低，能量密度高等特点。但由于该电池体系的负极是钠金属，活性很高，与电解液存在严重的副反应，尤其是该电池在带电状态下长时间搁置，自放电现象较严重，导致后续使用其电池容量降低且无法完全恢复，致使无负极钠金属电池很难大规模应用。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种用于无负极钠金属电池的电解液及无负极钠金属电池，可明显改善无负极钠金属电池的自放电现象。
2、具体来说，本专利技术提供了如下技术方案：。
3、本专利技术首先提供一种用于无负极钠金属电池的电解液，包括有机溶剂、主盐和添加剂；
4、所述添加剂选自双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(natfsi)、双氟磺酰亚胺钠(nafsi)、四氟硼酸钠(nabf4)、三氟甲磺酸钠(naotf)、二氟草酸硼酸钠(nadfob)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、2-甲基四氢呋喃(2-me-thf)
5、作为优选，所述添加剂的浓度为0.05mol/l～0.1mol/l。研究发现，用量低于上述范围，对于无负极钠金属电池自放电的改善效果不明显，用量高于上述范围，过多的阴离子(fsi-、bf4-、dfob-等)参与反应并消耗过多钠，导致电池容量降低。
6、作为优选，所述添加剂选自双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(natfsi)、双氟磺酰亚胺钠(nafsi)和四氟硼酸钠(nabf4)中任意一种或任意两种或三种。研究发现，采用上述添加剂，能较大地改善无负极钠金属电池的自放电性能。
7、进一步优选，所述添加剂为双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(natfsi)、双氟磺酰亚胺钠(nafsi)和四氟硼酸钠(nabf4)的组合。上述三种添加剂复合使用，三种阴离子协同作用，发生分解而生成致密的、富含有机和无机物的固态电解质界面膜。由此，电解液与金属电极的化学与电化学稳定性均进一步增强，其自放电性能得到更大改善。
8、作为优选，所述主盐为六氟磷酸钠(napf6)。
9、作为优选，所述主盐的浓度为0.3mol/l～1mol/l。
10、作为优选，所述添加剂和主盐的总浓度为0.95～1.05mol/l。
11、作为优选，有机溶剂选自二甲醚dme、四乙二醇二甲醚tegdme、二氧戊烷dol、二乙二醇二甲醚degdme中的一种或两种以上。
12、本专利技术还提供一种无负极钠金属电池，包括负极集流体、隔膜、正极片和上述电解液，所述隔膜处于负极集流体和正极片中间。
13、作为优选，所述负极集流体为涂碳铝箔。
14、作为优选，所述隔膜为多孔性聚合物隔膜或无纺布隔膜，所述多孔性聚合物隔膜或无纺布隔膜的表面未涂覆或涂覆勃姆石、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化镁、pvdf、芳纶中的一种或两种以上。
15、进一步优选的，所述多孔性聚合物隔膜选自聚丙烯隔膜(pp)、聚乙烯隔膜(pe)、聚丙烯/聚乙烯双层复合膜(pp/pe)、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合膜(pp/pe/pp)中的一种。
16、作为优选，所述正极片包括集流体和正极材料层；所述正极材料层涂覆在集流体表面；所述正极材料层包括正极材料，所述正极材料选自聚阴离子型材料、过渡金属层状氧化物、普鲁士蓝类材料中的至少一种。
17、专利技术所取得的有益效果：
18、1)本专利技术提供的一种用于无负极钠金属电池的电解液，通过调整电解液配方，加入特定添加剂使钠金属表面形成致密的钝化膜，使无负极钠金属电池在长时间搁置过程中，抑制电解液与钠金属表面进一步发生副反应，以此来提高无负极钠金属的容量保持率与恢复率，改善了无负极钠金属电池的自放电现象；
19、2)本专利技术提供的一种用于无负极钠金属电池的电解液，优选所述添加剂的浓度为0.05mol/l～0.1mol/l。研究发现，用量低于上述范围，对于无负极钠金属电池自放电的改善效果不明显，用量高于上述范围，过多的阴离子(fsi-、bf4-、dfob-等)参与反应并消耗过多钠，导致电池容量降低；
20、3)本专利技术提供的一种用于无负极钠金属电池的电解液，所述添加剂优选双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(natfsi)、双氟磺酰亚胺钠(nafsi)和四氟硼酸钠(nabf4)中任意一种或任意两种或三种。研究发现，采用上述添加剂，能较大地改善无负极钠金属电池的自放电性能；
21、4)本专利技术提供的一种用于无负极钠金属电池的电解液，所述添加剂最优选为双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(natfsi)、双氟磺酰亚胺钠(nafsi)和四氟硼酸钠(nabf4)的组合。上述三种添加剂复合使用，三种阴离子协同作用，发生分解而生成致密的、富含有机和无机物的固态电解质界面膜。由此，电解液与金属电极的化学与电化学稳定性均进一步增强，其自放电性能得到更大改善。
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1.一种用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，包括有机溶剂、主盐和添加剂；
2.根据权利要求1所述的用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，所述添加剂的浓度为0.05mol/L～0.1mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，所述添加剂选自双(三氟甲基磺酰)亚胺钠、双氟磺酰亚胺钠和四氟硼酸钠中任意一种或任意两种或三种。
4.根据权利要求1或2所述的用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，所述主盐为六氟磷酸钠；
5.根据权利要求1或2所述的用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，有机溶剂选自二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧戊烷、二乙二醇二甲醚中的一种或两种以上。
6.一种无负极钠金属电池，其特征在于，包括负极集流体、隔膜、正极片和权利要求1-5任一项所述的电解液，所述隔膜处于负极集流体和正极片中间。
7.根据权利要求6所述的无负极钠金属电池，其特征在于，所述负极集流体为涂碳铝箔。
8.根据权利要求6或7所述的无负极钠金属电池，其特征在于，所述隔膜为多孔
9.根据权利要求8所述的无负极钠金属电池，其特征在于，所述多孔性聚合物隔膜选自聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、聚丙烯/聚乙烯双层复合膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合膜中的一种。
10.根据权利要求6或7所述的无负极钠金属电池，其特征在于，所述正极片包括集流体和正极材料层；所述正极材料层涂覆在集流体表面；所述正极材料层包括正极材料，所述正极材料选自聚阴离子型材料、过渡金属层状氧化物、普鲁士蓝类材料中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，包括有机溶剂、主盐和添加剂；
2.根据权利要求1所述的用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，所述添加剂的浓度为0.05mol/l～0.1mol/l。
3.根据权利要求1或2所述的用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，所述添加剂选自双(三氟甲基磺酰)亚胺钠、双氟磺酰亚胺钠和四氟硼酸钠中任意一种或任意两种或三种。
4.根据权利要求1或2所述的用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，所述主盐为六氟磷酸钠；
5.根据权利要求1或2所述的用于无负极钠金属电池的电解液，其特征在于，有机溶剂选自二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧戊烷、二乙二醇二甲醚中的一种或两种以上。
6.一种无负极钠金属电池，其特征在于，包括负极集流体、隔膜、正极片和权利要求1-5任一项所述的电解液，所述隔膜处于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘三超，杨泉，孙文彬，
申请(专利权)人：河南省鹏辉电源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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