一种提高钠离子电池高温循环性能的电解液制造技术

本发明专利技术公开了一种提高钠离子电池高温循环性能的电解液，涉及钠离子电池技术领域，本发明专利技术所述电解液包括钠盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂为双

【技术实现步骤摘要】
一种提高钠离子电池高温循环性能的电解液

：
[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，具体涉及一种提高钠离子电池高温循环性能的电解液。

技术介绍
：
[0002]钠离子电池，是一种二次电池(充电电池)，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似。在充放电过程中，Na
+
在两个电极之间往返嵌入和脱出。充电时，Na
+
从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。由于钠离子比锂离子更大，所以当对重量和能量密度要求不高时，钠离子电池是一种划算的替代品。
[0003]虽然钠离子电池与锂离子电池的基本原理类似，但钠离子的半电池电位比锂离子的半电池电位高0.3V，且钠离子半径远远大于锂离子半径，所以适用于锂离子电池的电解液添加剂并不一定适用于钠离子电池，如碳酸亚乙烯酯能够增强锂离子电池的循环稳定性，但在钠离子电池中却适得其反。因此，开发适用于钠离子电池的电解液添加剂有利于提高其电化学性能。

技术实现思路
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[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种新型钠离子电池电解液，通过采用双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物作为添加剂来提高钠离子电池的高温循环性能，使钠离子电池在80℃下循环500次后的容量保持率达到85％以上。
[0005]本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种电解液，包括钠盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂为双
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物。
[0007]双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物的结构式如下：
[0008][0009]本专利技术创造性地将双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物作为钠离子电池电解液的添加剂，取得了实质性改进钠离子电池的高温循环性能的技术效果。
[0010]所述添加剂在电解液中的质量浓度为1
‑
5％。优选地，所述添加剂在电解液中的质量浓度为2
‑
3％。通过试验筛选添加剂的浓度，在有效提高钠离子电池电化学性能的同时减少添加剂的用量，从而降低成本。
[0011]所述钠盐在电解液中的摩尔浓度为0.5
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2mol/L。
[0012]所述钠盐选自NaClO4、NaPF6、NaFSI、NaTFSI、NaSO3CF3中的至少一种。优选地，所述钠盐选自NaClO4、NaPF6中的至少一种。上述钠盐属于水溶性的钠盐。
[0013]所述有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂。优选地，所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸
丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的至少一种。
[0014]上述碳酸酯类有机溶剂包括链状碳酸酯和环状碳酸酯，其中碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯属于环状碳酸酯。进一步优选地，所述有机溶剂为链状碳酸酯和环状碳酸酯，链状碳酸酯所占体积百分比超过50％。碳酸酯类有机溶剂具有高的介电常数，能够提供较高的离子导电率，且链状碳酸酯能有效降低电解液的粘度，有助于在负极表面形成稳定的SEI膜。
[0015]将钠盐、有机溶剂和添加剂混合均匀，即得本专利技术所述电解液。混合方式可以采用搅拌方式或者超声波分散方式。
[0016]本专利技术的目的之二是提供前述电解液在钠离子电池中的应用。将本专利技术制备的电解液应用于钠离子电池中，主要目的是改善钠离子电池的高温循环性能。
[0017]本专利技术的目的之三是提供一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和前述电解液。将本专利技术制备的电解液与正极片、负极片、隔膜经组装得到钠离子电池，不限定正极片、负极片、隔膜的材质，采用本领域已知的钠离子电池制备方法进行钠离子电池的组装，注入本专利技术制备的电解液。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在电解液中加入特定配比的所述添加剂和有机溶剂，能使电解液具有良好的钠离子运输能力，抑制电解液在电极材料表面的分解，提高钠离子电池的循环稳定性，尤其是高温循环性能。
具体实施方式：
[0019]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。
[0020]实施例1
[0021]在水分小于0.1ppm、氧分小于0.1ppm、充满氩气的手套箱中，将碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯按照体积比60:40的比例混合均匀，加入NaClO4，钠盐的摩尔浓度为1mol/L，混合均匀，然后加入双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物，双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物的质量浓度为2％，混合均匀，得到电解液。
[0022]实施例2
[0023]在水分小于0.1ppm、氧分小于0.1ppm、充满氩气的手套箱中，将碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯按照体积比55:45的比例混合均匀，加入NaPF6，钠盐的摩尔浓度为0.5mol/L，混合均匀，然后加入双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物，双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物的质量浓度为3％，混合均匀，得到电解液。
[0024]实施例3
[0025]在水分小于0.1ppm、氧分小于0.1ppm、充满氩气的手套箱中，将碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸乙烯酯按照体积比40:30:30的比例混合均匀，加入NaFSI，钠盐的摩尔浓度为1.5mol/L，混合均匀，然后加入双
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物，双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物的质量浓度为5％，混合均匀，得到电解液。
[0026]实施例4
[0027]在水分小于0.1ppm、氧分小于0.1ppm、充满氩气的手套箱中，将碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸乙烯酯按照体积比40:30:30的比例混合均匀，加入NaFSI，钠盐的摩尔浓度为1mol/L，混合均匀，然后加入双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物，双
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(三乙氧基硅)丙
基]‑
二硫化物的质量浓度为2.5％，混合均匀，得到电解液。
[0028]对比例1
[0029]按照实施例1的方法，只是将添加剂由双
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物替换为相同质量浓度的氟代碳酸乙烯酯，
[0030]在水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，包括钠盐、有机溶剂和添加剂，其特征在于：所述添加剂为双
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(三乙氧基硅)丙基]
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二硫化物。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述添加剂在电解液中的质量浓度为1
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5％。3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于：所述添加剂在电解液中的质量浓度为2
‑
3％。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述钠盐在电解液中的摩尔浓度为0.5
‑
2mol/L。5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述钠盐选自Na...

【专利技术属性】
技术研发人员：许名飞，许赫奕，王飞蓉，许银梅，
申请(专利权)人：深圳名飞远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：