防过充钠离子电池电解液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了防过充钠离子电池电解液，按照重量份数，包括有机溶剂、钠盐和功能添加剂；所述功能添加剂包括有防过充添加剂；所述防过充添加剂为氧化还原穿梭添加剂和电聚合添加剂中的一种或两种；所述氧化还原穿梭添加剂包括有二甲氧基苯类化合物；所述电聚合添加剂包括有苯的衍生物。本发明专利技术开发出了一种匹配的防过充钠离子电池电解液，适用于钠离子电池。适用于钠离子电池。

【技术实现步骤摘要】
防过充钠离子电池电解液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钠电池电解液
，特别是名称一种防过充钠离子电池电解液及其制备方法。

技术介绍

[0002]钠离子电池是和锂离子电池在1970年代被同时提出的，但锂离子电池优异的性能让科学家纷纷放弃了对钠离子电池的研究，几乎全部投入了锂离子电池的研发浪潮中，锂离子电池也在过去50年获得了巨大的进步，尤其在1990年索尼实现了锂离子电池技术的商业化，使锂离子电池技术得到迅速发展，但同期关于钠离子电池的研究却相对停滞。
[0003]但从2010年开始，人们逐渐意识到锂资源是稀缺、且分布不均的，尤其在全球可再生能源革命的时代背景下，仅靠锂离子电池并不足够支撑人类完全迈入电动化、可再生化的能源之路。而钠离子电池的正负极材料均为地球储量丰富的资源，因此从2010年开始，钠离子电池逐渐迎来了他的研发热潮。而且由于借助了锂电池技术、锂电池材料的研究基础，钠离子电池在这10年内取得了非常快的进展。可以说，近10年来钠离子电池的相关研究迎来了井喷式增长,有望成为极具潜力的下一代储能体系。电解液是在电池正、负极之间起传导离子作用的导体，在很大程度上影响了离子电池的使用环境和安全性能。而良好的防过充性能是电池安全性能的重要保障，因此，为了扩大钠离子的应用范围，这就要求电池具有更好的防过充性能。
[0004]电池的过充会导致电池的热失控，从而造成安全事故。研究发现，在锂离子电池电解液中添加一些具有氧化还原活性的、且可在正负极之间穿梭的物质作为电解液添加剂可以有效防止锂离子电池的过充。但是这些添加剂在钠电池中并不一定适用，这是因为氧化还原穿梭添加剂是在电池正常充放电下，添加剂不发生化学或电化学反应。当电池的充电电压超过充电截止电压并达到添加剂的氧化电位时添加剂分子在正极发生失电子形成自由基分子，自由基分子通过扩散至负极发生得电子还原，由此在正负极之间进行内部循环往复，形成电流回路，消耗外加电流，实现稳定外部电压的作用。由于锂电池的工作电压（3.5
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4.2V）普遍高于钠离子电池工作电压（2.8
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3.5V），因此适用用于锂电池的防过充添加剂，不一定适用于钠离子电池。
[0005]因此，开发匹配的防过充钠离子电池电解液，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种防过充钠离子电池电解液及其制备方法。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种防过充钠离子电池电解液，按照重量份数，包括有机溶剂、钠盐和功能添加剂；所述功能添加剂包括有防过充添加剂和成膜添加剂；所述防过充添加剂为氧化还原穿梭添加剂和电聚合添加剂中的一种或两种；所述氧化还原穿梭添加剂包括有二甲氧基苯类化合物；所述电聚合添加剂包括有苯的衍生物；
进一步的，所述二甲氧基苯类化合物包括有1,4
‑
二叔丁基
‑
2,5
‑
二甲氧基苯或4
‑
叔丁基
‑
1，2
‑
二甲氧基苯；所述苯的衍生物包括有叔丁基苯、甲苯中的一种或两种；进一步的，所述氧化还原穿梭添加剂还包括有吩噻嗪衍生物或三烷基芳基硅烷；进一步的，所述防过充添加剂中还包括有二茂铁；进一步的，所述成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯；进一步的，所述有机溶剂包括有碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的一种或多种；进一步的，所述钠盐为六氟磷酸钠；进一步的，按照重量份数，包括有70
‑
85份的有机溶剂、10
‑
20份的钠盐、1
‑
5份的功能添加剂；进一步的，上述防过充钠离子电池电解液采用如下制备方法制备得到，在室温下，于手套箱中，将有机溶剂混合，将钠盐溶解于混合有机溶剂中，钠盐和混合有机溶剂的重量比为15：85，再加入功能添加剂；更进一步的技术方案是，按照重量分组，有机溶剂包括有20
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30份的碳酸乙烯酯、30
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40份的碳酸甲乙酯、10
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30份的碳酸二乙酯和5
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25份的碳酸丙烯酯；功能添加剂包括有0.5
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2.5份的成膜添加剂和0.5
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2份的防过充添加剂。
[0008]本专利技术具有以下优点：以二甲氧基本苯类化合物作为氧化还原穿梭添加剂，配合苯的衍生物作为电聚合添加剂，二甲氧基苯类化合物作为氧化还原穿梭添加剂，其本身对锂电池有很好的过充保护能力，但将其用于钠电池后，也对钠电池也有很好的过充保护能力，且能够降低负极的极化；而苯的衍生物的存在，既能够有利于增加二甲氧基苯类化合物的溶解性，又能够降低发生在内部循环的电流回路，有利于钠离子电池的防过充性能，使得钠离子电池具有较好的循环性能。
具体实施方式
[0009]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0010]因此，以下对本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0011]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0012]实施例1：一种防过充钠离子电池电解液，按照重量份数，包括有机溶剂、钠盐和功能添加剂；所述功能添加剂包括有防过充添加剂和成膜添加剂；所述防过充添加剂为氧化还原穿梭添加剂和电聚合添加剂中的一种或两种；所述氧化还原穿梭添加剂包括有二甲氧基苯类化合物；所述电聚合添加剂包括有苯的衍生物；所述二甲氧基苯类化合物包括有1,4
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二叔丁基
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2,5
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二甲氧基苯或4
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叔丁基
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1，2
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二甲氧基苯；所述苯的衍生物包括有叔丁基苯、甲苯中的一种或两种；
所述氧化还原穿梭添加剂还包括有吩噻嗪衍生物或三烷基芳基硅烷；所述防过充添加剂中还包括有二茂铁；当电池的充电电压超过充电截止电压并达到添加剂的氧化电位时添加剂分子在正极发生失电子形成自由基分子，自由基分子通过扩散至负极发生得电子还原，由此在正负极之间进行内部循环往复，形成电流回路，消耗外加电流，实现稳定外部电压的作用。
[0013]所述成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯；所述有机溶剂包括有碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的一种或多种；所述钠盐为六氟磷酸钠；按照重量份数，包括有70
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85份的有机溶剂、10
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20份的钠盐、1
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5份的功能添加剂；上述钠离子电池电解液的制备方法为：在室温下，于手套箱中，将有机溶剂混合，将钠盐溶解于混合有机溶剂中，钠盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防过充钠离子电池电解液，其特征在于：按照重量份数，包括有机溶剂、钠盐和功能添加剂；所述功能添加剂包括有防过充添加剂和成膜添加剂；所述防过充添加剂为氧化还原穿梭添加剂、电聚合添加剂中的一种或两种；所述氧化还原穿梭添加剂包括有二甲氧基苯类化合物；所述电聚合添加剂包括有苯的衍生物。2.根据权利要求1所述的防过充钠离子电池电解液，其特征在于：所述二甲氧基苯类化合物包括有1,4
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二叔丁基
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2,5
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二甲氧基苯或4
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叔丁基
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1，2
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二甲氧基苯；所述苯的衍生物包括有叔丁基苯、甲苯中的一种或两种。3.根据权利要求2所述的防过充钠离子电池电解液，其特征在于：所述氧化还原穿梭添加剂还包括有吩噻嗪衍生物或三烷基芳基硅烷。4.根据权利要求1所述的防过充钠离子电池电解液，其特征在于：所述防过充添加剂中还包括有二茂铁。5.根据权利要求1所述的防过充钠离子电池电解液，其特征在于：所述成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯。6.根据权利要求1所述的防过充钠离子电池电解液，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵俊华，孔东波，张利娟，宋东亮，王亚洲，李海杰，韩飞，郭飞，王郝为，闫国锋，龚国斌，
申请(专利权)人：河南省法恩莱特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：