一种电解液及钠离子电池制造技术

本发明专利技术属于二次电池技术领域，尤其涉及一种电解液及钠离子电池，包括导电钠盐、非水有机溶剂和功能性添加剂，所述功能性添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、靛红类酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一种或多种。本发明专利技术的电解液采用几种功能性添加剂联用，能产生协同作用，可以在正负极形成稳定致密的界面膜，且能部分中和正极材料表面的碱性，抑制与电解液的副反应，提高电极的电荷传递能力，且几种低阻抗的添加剂联用，所形成的界面膜阻抗小，降低电池极化，因此在循环优异的同时，兼顾低温和倍率性能。和倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及钠离子电池


[0001]本专利技术属于二次电池
，尤其涉及一种电解液及钠离子电池。

技术介绍

[0002]随着传统化石能源的逐渐匮乏以及日益严重的环境问题，发展新型可再生能源已成为必然趋势。锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命和环境友好等优点，已被广泛应用于电动汽车、笔记本电脑和储能等方面，但锂的资源储量有限，且在地球上分布不均，日后将枯竭。而钠是地球上储量较丰富的元素之一，其工作原理与锂离子电池相似，同时具有成本低、安全性好及能长期大规模存储等优点，越来越受到研发人员的关注，钠离子电池有望在储能领域替代锂离子电池而被广泛应用。
[0003]但由于钠离子电池正极材料碱性很强，易与电解液反生副反应，尤其是在高电压下，副反应更严重，产生气体，导致电池内压增大，电池变形，性能衰减等问题，因此解决电池产气问题已迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种电解液，能够中和正极材料表面的碱性，提高SEI膜的致密性和稳定性，在高电压下不发生副反应，不产气不变形。
[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，包括导电钠盐、非水有机溶剂和功能性添加剂，所述功能性添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、靛红类酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一种或多种。
[0007]优选地，所述功能性添加剂占电解液总质量的1％～10％。
[0008]优选地，所述导电钠盐包括六氟磷酸钠、高氯酸钠、二氟磷酸钠和双草酸硼酸钠的一种或多种。
[0009]优选地，所述导电钠盐占电解液总重量的12％～18％。
[0010]优选地，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一种或几种混合物。
[0011]优选地，所述环状碳酸酯和链状碳酸酯的质量比为1:1～4。
[0012]优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的一种或两种的混合，链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯的一种或多种混合。
[0013]优选地，所述非水有机溶剂的质量占电解液的总质量的70％～85％。
[0014]优选地，所述功能性添加剂为氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯和靛红酸酐按重量份数比为2～8:0.2～5:0.1～5:0.1～5的混合物。
[0015]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种钠离子电池，具有良好的高电压稳定性，循环性能好，使用寿命长。
[0016]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0017]一种钠离子电池，包括上述的电解液。
[0018]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0019]本专利技术中功能性添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、靛红类酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯。氟代碳酸乙烯酯在负极形成较稳定致密的SEI膜，提高电解液的浸润性，降低电池阻抗；靛红类酸酐能够中和正极材料表面的碱性，并能在正极成膜，且氟代酸酐能生成NaF，提高导电性，降低内阻，抑制正极材料颗粒在循环过程中颗粒内裂纹的产生，改善循环；硫酸乙烯酯在负极形成低阻抗的SEI膜，降低电池在循环中阻抗增加，提升低温和倍率性能；三(三甲基硅烷)硼酸酯在正极形成稳定致密的CEI膜，抑制正极材料过渡金属的溶解，提高正极材料的稳定性，同时能提高电极的电荷传递能力，改善循环。靛红类酸酐包括靛红酸酐、5
‑
氟靛红酸酐、6
‑
氟靛红酸酐中的一种或几种。
[0020]本专利技术采用几种添加剂联用，能产生协同作用，可以在正负极形成稳定致密的界面膜，且能部分中和正极材料表面的碱性，抑制与电解液的副反应，提高电极的电荷传递能力，且几种低阻抗的添加剂联用，所形成的界面膜阻抗小，降低电池极化，因此在循环优异的同时，兼顾低温和倍率性能。
具体实施方式
[0021]1、一种电解液，包括导电钠盐、非水有机溶剂和功能性添加剂，所述功能性添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、靛红类酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一种或多种。
[0022]本专利技术中功能性添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、靛红类酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯。氟代碳酸乙烯酯在负极形成较稳定致密的SEI膜，提高电解液的浸润性，降低电池阻抗；靛红类酸酐能够中和正极材料表面的碱性，并能在正极成膜，且氟代酸酐能生成NaF，提高导电性，降低内阻，抑制正极材料颗粒在循环过程中颗粒内裂纹的产生，改善循环；硫酸乙烯酯在负极形成低阻抗的SEI膜，降低电池在循环中阻抗增加，提升低温和倍率性能；三(三甲基硅烷)硼酸酯在正极形成稳定致密的CEI膜，抑制正极材料过渡金属的溶解，提高正极材料的稳定性，同时能提高电极的电荷传递能力，改善循环。靛红类酸酐包括靛红酸酐、5
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氟靛红酸酐、6
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氟靛红酸酐中的一种或几种。
[0023]本专利技术采用几种添加剂联用，能产生协同作用，可以在正负极形成稳定致密的界面膜，且能部分中和正极材料表面的碱性，抑制与电解液的副反应，提高电极的电荷传递能力，且几种低阻抗的添加剂联用，所形成的界面膜阻抗小，降低电池极化，因此在循环优异的同时，兼顾低温和倍率性能。
[0024]优选地，所述功能性添加剂占电解液总质量的1％～10％。功能性添加剂占电解液总质量的2％～10％、4％～8％、4％～7％、4％～6％，具体地，功能性添加剂占电解液总质量的1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。
[0025]优选地，所述导电钠盐包括六氟磷酸钠、高氯酸钠、二氟磷酸钠和双草酸硼酸钠的一种或多种。
[0026]优选地，所述导电钠盐占电解液总重量的12％～18％。导电钠盐占电解液总重量的13％～18％、13％～17％、14％～16％，具体地，导电钠盐占电解液总重量为12％、14％、16％、18％。
[0027]优选地，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一种或几种混合物。
[0028]优选地，所述环状碳酸酯和链状碳酸酯的质量比为1:1～4。环状碳酸酯和链状碳酸酯的质量比为1:1、1:2、1:3、1:4。
[0029]优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的一种或两种的混合，链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯的一种或多种混合。
[0030]优选地，所述非水有机溶剂的质量占电解液的总质量的70％～85％。非水有机溶剂的质量占电解液的总质量的70％、74％、77％、79％、82％、85％。
[0031]优选地，所述功能性添加剂为氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯和靛红酸酐按重量份数比为2～8:0.2～5:0.1～5:0.1～5的混合物。优选地，氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯和靛红酸酐的重量份数比为2～8:0.2～5:0.3～5:0.3～5、2～8:0.2～5:0.1～4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，其特征在于，包括导电钠盐、非水有机溶剂和功能性添加剂，所述功能性添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、靛红酸酐/5
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氟靛红酸酐/6
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氟靛红酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述功能性添加剂占电解液总质量的1％～10％。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述导电钠盐包括六氟磷酸钠、高氯酸钠、二氟磷酸钠和双草酸硼酸钠的一种或多种。4.根据权利要求1或3所述的电解液，其特征在于，所述导电钠盐占电解液总重量的12％～18％。5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一种或几种混合物。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，徐雄文，王志斌，黄玉希，
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：