本发明专利技术属于钠离子电池领域，公开了一种钠离子电池电解液，包括钠盐和溶剂，还包括添加剂，所述添加剂的具有如下通式Ⅰ；其中，三个取代基R中至少有2个取代基R为氨基、腈基。噻唑基和氨基由于具有弱碱性，故具有降低高电压下HF含量的作用，减少正极中金属离子的析出以及增强正极与电解液界面膜的稳定性，腈基能络合钠离子电池正极的离子，在正极表面形成界面膜，该界面膜能有效抑制电解液的分解和减少金属离子的析出，提高高电压体系的循环性能。另外，本发明专利技术还公开了一种钠离子电池。本发明专利技术还公开了一种钠离子电池。本发明专利技术还公开了一种钠离子电池。
【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池电解液及钠离子电池
[0001]本专利技术涉及钠离子电池领域，尤其涉及一种钠离子电池电解液及钠离子电池。
技术介绍
[0002]近年来，钠离子电池技术由于钠资源全球储量丰富、成本低、具有与钠离子电池类似的储能原理和工艺技术等优势，重新得到研究者们的青睐，发展成为一种极具应用潜力的储能技术；钠离子电池虽然存在低成本的潜在优势，但其循环寿命和倍率性能等仍不能满足现今大规模储能技术的需求。对于钠离子电池电极材料界面反应、界面膜的形成及性质等仍缺少深入的认识和调控，很大程度上阻碍了钠离子电池电极材料的倍率、循环性、能量密度、安全性、储存寿命的提高，提高电池的工作电压是提高钠离子电池能量密度的有效途径之一，但提高电压容易导致钠离子电池正极材料过渡金属溶出及商用碳酸基电解质分解，由此可见，提高电池的电极/电解液(特别是正极/电解液)界面稳定性是高压钠离子电池发展的基本前提。
[0003]202111144326.8提出了第一添加剂(含硅元素的添加剂)、第二添加剂(含硼元素的添加剂)相互配合的电解液添加剂。其中，第一添加剂能自发地与电解液中的痕迹水和氢氟酸进行反应，抑制六氟磷酸钠的水解；第二添加剂可在正负极表面形成稳定的界面膜。
[0004]202110729612.4提出了添加剂a和添加剂b(含腈基的磷酸酯)配合使用的一种钠离子电池电解液添加剂，能够在正负极表面形成稳定致密的界面膜，减少与电解液的副反应。
[0005]本方案需要解决的问题：如何开发一种新的添加剂实现对电解液中的氢氟酸的抑制以及在正极表面形成稳定的界面膜。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种钠离子电池电解液及钠离子电池，该添加剂含有三个有效基团，咪唑基、氨基、腈基。噻唑基、氨基都具有弱碱性，故能有效减少电解液中HF，从而减少电池正极中离子的析出以及增强正极与电解液界面膜的稳定性；氰基能络合钠离子电池正极的金属，在正极表面成膜，该界面膜能有效抑制电解液的分解和减少正极离子的析出。
[0007]本专利技术不作特殊说明的情况下：nM代表纳摩尔/升，μM代表微摩尔/升，mM代表毫摩尔/升，M代表摩尔/升；
[0008]一种钠离子电池电解液，包括钠盐和溶剂，还包括添加剂，所述添加剂具有如下通式Ⅰ：
[0009][0010]其中，三个取代基R中至少有2个取代基R为氨基、腈基。
[0011]优选地，所述添加剂为如下所示的化合物中的至少一种：
[0012][0013][0014]优选地，还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂具有如下结构式Ⅰ：
[0015][0016]所述辅助添加剂于添加剂的质量比为1：2
‑
4，优选为1:3。
[0017]优选地，所述钠盐为六氟磷酸钠；钠盐还可以为任意比例的六氟磷酸钠与硝酸钠、高氯酸钠、二氟磷酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、双三氟甲基磺酰亚胺钠和双氟代磺酰亚胺钠中一种或多种的组合。
[0018]所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种。
[0019]优选地，所述添加剂的质量占钠盐和溶剂的总质量的0.1％～5.0％。
[0020]优选地，所述钠盐在电解液中的浓度为0.5M～1.5M。
[0021]此外，本专利技术还提供了一种钠离子电池，包括正极、负极、隔膜和如上所述的钠离子电池电解液。
[0022]优选地，所述正极的材料为磷钒酸钠。此外，所述正极材料还可以选自Nax CoO2、NaxMnO2、NaNi0.33Fe0.33Mn0.33O2、NaFePO4、NaCoPO4、Na3V2(PO4)3中的一种或多种；所述负极材料选自软碳、硬碳、钛酸钠以及能与钠形成合金的金属中的一种或多种。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术提供一种钠离子电池电解液及钠离子电池，该添加剂含有三个有效基团，咪唑基、氨基、腈基。噻唑基、氨基都具有弱碱性，故能有效减少电解液中HF，从而减少电池正极中离子的析出以及增强正极与电解液界面膜的稳定性；氰基能络合钠离子电池正极的金属，在正极表面成膜，该界面膜能有效抑制电解液的分解和减少正极离子的析出。
[0025]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
具体实施方式
[0026]在本专利技术的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0027]实施例1
[0028]电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)按质量比为EC:DEC:EMC＝1:1:1进行混合，混合后加入1mol的六氟磷酸钠(NaPF6)，使电解液中的钠盐浓度达到1M，待钠盐完全溶解后，加入0.5％的化合物1添加剂。
[0029]2、正极片的制备：将磷酸钒钠Na3V2(PO4)3、导电剂SuperP、粘接剂PVDF和碳纳米管(CNT)按质量比95:2.3:2:0.7混合均匀制成一定粘度的钠离子电池正极浆料，涂布在集流体用铝箔上，其涂布量为30g/m2，在85℃下烘干后进行冷压；然后进行切边、裁片、分条，分条后在真空条件下85℃烘干4小时，焊接极耳，制成满足要求的钠离子电池正极片。
[0030]3、负极片的制备：将硬碳，与导电剂SuperP、增稠剂CMC、粘接剂SBR(丁苯橡胶乳液)按质量比95:1.5:1.0:2.5的比例制成浆料，混合均匀，用混制的浆料涂布在铜箔的两面后，烘干、辊压后得到负极片，制成满足要求的钠离子电池负极片。
[0031]4、钠离子电池的制备：将根据上述工艺制备的正极片、负极片和隔膜经叠片工艺制作成厚度为4.7mm，宽度为55mm，长度为60mm的钠离子电池，在75℃下真空烘烤10小时，注入上述电解液。静置24小时后，用0.lC(180mA)的恒流充电至4.5V，然后以4.5V恒压充电至电流下降到0.05C(90mA)；然后以0.2C(180mA)放电至3.0V，重复2次充放电，最后再以0.2C(180mA)将电池充电至3.8V，完成电池制作。
[0032]实施例2至4
[0033]与实施例1的步骤基本相同，区别在于，化合物1添加量分别为1.0％、2.0％、5.0％。
[0034]实施例5
[0035]与实施例1的步骤基本相同，区别在于，添加剂为化合物1、化合物2、和化合物3的复合添加剂，添加剂的总量为1％，其中化合物1：化合物2：化合物3的质量比为1：1：1。
[0036]实施例6
[0037]与实施例1的步骤基本相同，区别在于，添加剂为化合物2、化合物3、和化合物5的复合添加剂，添加剂的总量为1％本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池电解液，包括钠盐和溶剂，其特征在于，还包括添加剂，所述添加剂具有如下通式Ⅰ：其中，三个取代基R中至少有2个取代基R为氨基、腈基。2.根据权利要求1所述的钠离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂为如下所示的化合物中的至少一种：3.根据权利要求1所述的钠离子电池电解液，其特征在于，还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂具有如下结构式Ⅰ：所述辅助添加剂与添加剂的质量比为1：2
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4。4.根据权利要求1所述的钠离子电池电解液，其特征在于，所述钠盐为六氟磷酸钠；所述溶剂选自碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾荣华，邓欢，梁俊锋，邱景伟，范自强，叶海平，雷晨曦，梁家莹，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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