一种电解液添加剂、电解液及钠离子电池制造技术

本发明专利技术属于钠离子电池技术领域，尤其涉及一种电解液添加剂、电解液及钠离子电池，包括添加剂a和添加剂b，添加剂a为如下式1所示的第一化合物和如下式2所示的第二化合物中的一种或多种；其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17分别独立地选自H、卤原子、硝基、烷烃基、不饱和烃基、烷氧基和烷酰基中的一种，且所述烷烃基、所述不饱和烃基、所述烷氧基和所述烷酰基中的H可部分或全部被卤原子、氰基、羧基、硝基和磺酸基中的一种或多种取代。本发明专利技术的一种电解液添加剂，能够有效提高电解液的循环性能以及高温性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液添加剂、电解液及钠离子电池


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，尤其涉及一种电解液添加剂、电解液及钠离子电池。

技术介绍

[0002]钠离子电池(SIB)具有成本低廉、无毒性和资源丰富等优点，故在取代锂离子电池应用到大规模储能领域方面展现出极强的竞争力。但钠离子电池受倍率性能和循环性能较差及首效较低等问题制约了其广泛应用。
[0003]电解液是连接钠离子电池中正负极的“桥梁”，其影响着电池的循环、倍率性能、以及高温存储等性能。在电解液的三大组分中，钠盐和溶剂的配方变化不大，添加剂具有用量少、性能改善突出的特点，是提升钠离子电池性能的关键因素，成为近几年研究的热点，而现有的电解液在循环性能以及高温性能均存着性能不佳的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种电解液添加剂，能够有效提高电解液的循环性能以及高温性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种电解液添加剂，包括添加剂a和添加剂b，添加剂a为如下式1所示的第一化合物和如下式2所示的第二化合物中的一种或多种；
[0007][0008][0009]其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17分别独立地选自H、卤原子、硝基、碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为1～10的烷氧基和碳原子数为2～10的烷酰基中的一种，且所述烷烃基、所述不饱和烃基、所述烷氧基和所述烷酰基中的H可部分或全部被卤原子、氰基、羧基、硝基和磺酸基中的一种或多种取代。
[0010]优选地，所述添加剂b为碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸丙烯酯和4
‑
甲基硫酸亚乙酯中一种或多种。
[0011]优选地，所述添加剂a包括第一化合物和第二化合物，所述第一化合物和第二化合物的质量比为2：1。
[0012]优选地，所述添加剂a和添加剂b的质量比为(1～5)：(1～5)。
[0013]优选地，所述第一化合物中，R1、R2和R3为卤素原子，R4、R5、R6、R7、R8和R9为氢原子，所述第二化合物中，R10、R11和R12为卤素原子，R13、R14、R16和R17为氢原子，R15为硝基。
[0014]优选地，所述第一化合物中的R1、R2和R3为氟原子，所述第二化合物中，R10、R11和R12为氟原子。
[0015]本专利技术的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种电解液，具有优异的循环性能以及高温性能。
[0016]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0017]一种电解液，包括钠盐电解质、有机溶剂以及上述的电解液添加剂，所述钠盐电解质的重量份数为10～16份，所述有机溶剂的重量份数为80～90份，所述电解液添加剂的重量份数为2～20份。
[0018]优选地，所述有机溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂，环状有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或多种，链状有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种。
[0019]优选地，所述钠盐电解质为六氟磷酸钠、高氯酸钠、四氟硼酸钠和双氟草酸硼酸钠中的一种或多种。
[0020]本专利技术的目的之三在于：针对现有技术的不足，而提供一种钠离子电池，具有优异
的循环性能以及高温性能。
[0021]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0022]一种钠离子电池，包括上述的电解液。
[0023]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术一种电解液添加剂，在电解液中使用量少，却能够大大改善电解液的性能，使用电解液具有优异的循环和高温存储性能。其中，添加剂a的主要作用是可以在正负极表面形成稳定的界面膜，能有效抑制正极中过渡金属溶解到电解质中，从而减少了活性物质的损失及电阻的提高，从而提升电池的循环性能以及高温存储性能。具体地，使用添加剂a中式1所示的第一化合物，第一化合物中的
‑
CN官能团能络合正极活性物质中的过渡金属离子，抑制正极材料的分解，提高电极材料的稳定性；或者使用添加剂a中式2所示的第二化合物，第二化合物中的
‑
SO3‑
中S原子相较于C原子电负性更强，故还原性更强，能优先于碳酸酯在负极表面形成稳定的SEI膜。另外，式2所示的第二化合物式中的N原子与高价金属离子(Ni、Co、Mn等)的络合可以有效降低正极材料对电解液的氧化，尤其是高温条件下，可以抑制正极材料结构变化造成的金属离子溶出，进一步提高电池的高温存储性能。综上所述，本专利技术的电解液添加剂可明显改善电池循环和高温存储。添加剂a与添加剂b的协同使用，形成更加均匀致密的SEI膜，此膜阻抗小，因此进一步提升了钠离子电池的循环性能和高温存储性能。
具体实施方式
[0024]1、一种电解液添加剂，包括添加剂a和添加剂b，添加剂a为如下式1所示的第一化合物和如下式2所示的第二化合物中的一种或多种；
[0025][0026]其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17分别独立地选自H、卤原子、硝基、碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为1～10的烷氧基和碳原子数为2～10的烷酰基中的一种，且所述烷烃基、所述不饱和烃基、所述烷氧基和所述烷酰基中的H可部分或全部被卤原子、氰基、羧基、硝基和磺酸基中的一种或多种取代。
[0027]优选地，所述添加剂b为碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸丙烯酯和4
‑
甲基硫酸亚乙酯中一种或多种。
[0028]优选地，所述添加剂a包括第一化合物和第二化合物，所述第一化合物和第二化合物的质量比为2：1。
[0029]优选地，所述添加剂a和添加剂b的质量比为(1～5)：(1～5)。
[0030]优选地，所述第一化合物中，R1、R2和R3为卤素原子，R4、R5、R6、R7、R8和R9为氢原子，所述第二化合物中，R10、R11和R12为卤素原子，R13、R14、R16和R17为氢原子，R15为硝基。
[0031]优选地，所述第一化合物中的R1、R2和R3为氟原子，所述第二化合物中，R10、R11和R12为氟原子。
[0032]2、一种电解液，包括钠盐电解质、有机溶剂以及上述的电解液添加剂，所述钠盐电解质的重量份数为10～16份，所述有机溶剂的重量份数为80～90份，所述电解液添加剂的重量份数为2～20份。
[0033]本专利技术的一种电解液，具有优异的循环性能以及高温性能。
[0034]优选地，所述有机溶剂包括环状有机溶剂和链状有机溶剂，环状有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或多种，链状有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，包括添加剂a和添加剂b，添加剂a为如下式1所示的第一化合物和如下式2所示的第二化合物中的一种或多种；其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17分别独立地选自H、卤原子、硝基、碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为1～10的烷氧基和碳原子数为2～10的烷酰基中的一种，且所述烷烃基、所述不饱和烃基、所述烷氧基和所述烷酰基中的H可部分或全部被卤原子、氰基、羧基、硝基和磺酸基中的一种或多种取代。2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂b为碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸丙烯酯和4
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甲基硫酸亚乙酯中一种或多种。3.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂a包括第一化合物和第二化合物，所述第一化合物和第二化合物的质量比为2：1。4.根据权利要求1或3所述的电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂a和添加剂b的质量比为(1～5)：(1～5)。5.根据权利要求4所述的电解液添加剂，其特征在于，所述第一化合物中，R...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉希，刘鹏，徐雄文，王志斌，
申请(专利权)人：湖南钠方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：