电解液及钠离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种电解液及钠离子电池，所述电解液包括非水有机溶剂、钠盐和结构式Ⅰ所示的电解液添加剂：该电解液可以提高钠离子电池高电压下的循环性能和存储性能。性能和存储性能。性能和存储性能。

【技术实现步骤摘要】
电解液及钠离子电池


[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，具体是涉及一种电解液及钠离子电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着石油、煤炭等化石能源的不断消耗，发展清洁能源成为世界多数国家的共识，二次电池具有能量密度高，能量转换效率高、响应速度快，
[0003]易模块化，灵活便携和环境友好等优点，被认为是最有前景的储能技术之一，也是实现“电动中国”的重要保障。
[0004]与锂电相比，钠电具备成本低、高低温范围广及安全性能好的综合优势，但钠离子电池存在高电压下循环性能较差和产气较大等缺点，制约了其应用。电解液作为钠离子动力电池的关键材料之一，其对电池的循环性能、存储性能及产气量有着显著的影响。在电解液的三大组分中，电解液添加剂是提升钠离子电池性能的关键因素，因此开发满足钠离子电池性能的电解液添加剂及电解液具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于：提供一种电解液及钠离子电池，以提高钠离子电池在高电压下的循环性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于钠离子电池的电解液，包括非水有机溶剂、钠盐和结构式I所示的电解液添加剂；
[0007][0008]其中，在所述结构式I中，含硅基团包括硅烷基团和乙炔硅基基团。
[0009]其中，所述电解液添加剂含量占电解液总质量的0.1％～10％。
[0010]优选地，所述电解液添加剂含量占电解液总质量的0.1％～2％。
[0011]更优选地，所述电解液添加剂含量占电解液总质量的0.3％～1％；
[0012]其中，所述非水有机溶剂含量占电解液总质量的70％～90％。
[0013]其中，所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、碳酸甲丙酯、四
氢呋喃、环氧丙烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中任一种或几种的混合物。
[0014]其中，所述钠盐包括六氟磷酸钠(NaPF6)、高氯酸钠(NaClO4)、四氟硼酸钠(NaBF4)、二草酸硼酸钠(NaBOB)、二氟草酸硼酸钠(NaDFOB)、二氟磷酸钠(NaPO2F2)、双氟磺酰亚胺钠(NaFSI)、甲基磺酸钠(NaCH3SO3)、三氟甲基磺酸钠(NaCF3SO3)中任一种或几种的混合物。
[0015]其中，所述钠盐用量占钠离子电池电解液总质量的6％～15％。
[0016]其中，所述电解液还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、硫酸丙烯酯(PCS)、硫酸乙烯酯(DTD)、亚硫酸乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯(PS)、1,3
‑
丙烯磺酸内酯(PST)、琥珀酸酐(SA)、柠康酸酐(CA)中的任一种或几种的混合物。
[0017]为了实现上述目的，本专利技术还提供一种钠离子电池，包括电芯和电解液，所述电芯浸泡在所述电解液中，所述电解液采用上述电解液。
[0018]其中，所述电芯包括正极片、隔离膜和负极片，所述正极片、所述隔离膜和所述负极片依次叠置或依次嵌套。
[0019]其中，所述正极片所使用的正极活性材料包括层状氧化物；所述负极片所使用的负极活性材料包括硬碳。
[0020]本专利技术提供的电解液，采用具有结构式I的三嗪化合物作为添加剂，应用于钠离子电池电解液中，可以在正负极片表面上形成致密的界面膜，以保护正负极片并抑制正负极片与电解液的界面反应，降低极片中的过渡金属离子溶出，减少电解液在高电压环境下的氧化分解，抑制电芯产气，从而提高钠离子电池高电压下的循环性能和存储性能。
附图说明
[0021]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。
[0022]图1为本专利技术实施例和对比例1在25℃下的循环性能图；
[0023]图2为本专利技术实施例和对比例1在45℃下的循环性能图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。
[0025]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0026]第一方面，本专利技术实施例提供一种用于钠离子电池的电解液，包括非水有机溶剂、钠盐和电解液添加剂；其中，电解液添加剂包括为结构式I所示的电解液添加剂。
[0027][0028]本专利技术提供的电解液，包括本专利技术提供的电解液添加剂，由于结构式I所示的三嗪化合物可以在电池极片的界面上形成致密的界面膜，以保护正负极片并抑制正负极片与电解液的界面反应，降低极片中过渡金属离子溶出，减少了电解液在高电压环境下的氧化分解，抑制电芯产气，从而提高钠离子电池高电压下的循环性能和存储性能。
[0029]在结构式I中，含硅基团包括硅烷基团和乙炔硅基基团。
[0030]结构式I中的炔基基团可以在电池极片的表面形成较为致密的界面膜，该界面膜具有良好的离子通透性，同时又能够隔离电解液与正负极，减少了电解液中的溶剂在高温下与极片进行副反应，抑制电池在高温存储过程中产气，提高了电池的高温存储性能与高温循环性能。
[0031]同时，在电池极片的表面形成的界面膜富含Si元素，通过Si作为核心基团，该界面膜(SEI)热稳定性良好，韧性强，在电池长期充放电工作中仍能保持结构稳定，改善电池的循环性能。
[0032]在一些实施例中，电解液添加剂含量占电解液总质量的0.1％～10％。优选地，所述电解液添加剂含量占电解液总质量的0.1％～2％，更优选地，电解液添加剂的含量占电解液总质量的0.3～1％。
[0033]在一些实施例中，非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、碳酸甲丙酯、四氢呋喃、环氧丙烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中任一种或几种的混合物。
[0034]在一些实施例中，非水有机溶剂含量占电解液总质量的70％～90％。
[0035]在一些实施例中，钠盐包括六氟磷酸钠(NaPF6)、高氯酸钠(NaClO4)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钠离子电池的电解液，其特征在于，包括非水有机溶剂、钠盐和结构式Ⅰ所示的电解液添加剂；2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液添加剂含量占电解液总质量的0.1％～10％，优选地，所述电解液添加剂含量占电解液总质量的0.1％～2％，更优选地，所述电解液添加剂含量占电解液总质量的0.3％～1％。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂含量占电解液总质量的70％～90％。4.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碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、碳酸甲丙酯、四氢呋喃、环氧丙烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中任一种或几种的混合物。5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述钠盐包括六氟磷酸钠(NaPF6)、高氯酸钠(NaClO4)、四氟硼酸钠(NaBF4)、二草酸硼酸钠(NaBOB)、二氟草酸硼酸钠(NaDFOB)、二氟磷酸钠(NaPO2F2)、双氟磺酰亚胺钠(NaFSI)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树英，吕家斌，董少海，熊得军，赖富仙，邹祥斌，
申请(专利权)人：孚能科技镇江有限公司，
类型：发明
国别省市：