一种冠醚类钠电池电解液及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种冠醚类钠电池电解液，其特征在于，包括按质量分数比的钠盐10

【技术实现步骤摘要】
一种冠醚类钠电池电解液及其应用


[0001]本专利技术属于钠电池材料
，具体一种冠醚类钠电池电解液及其应用。

技术介绍

[0002]随着电化学储能技术在我国生产领域的快速发展，如何使高能量、高功率和低成本相结合成为下一代技术的关键。钠/镁/锌/钾等各种锂后离子电池因其在资源、成本和安全性方面的独特优势而受到广泛研究。其中，钠离子电池(SIBs)以其成本低、钠资源丰富等优点，越来越受到人们的关注，被认为是储能领域一种有潜力的新型电池。
[0003]然而，电池需要在高比能和低温下保持高能量密度和高功率放电，由于Na+的大离子半径和固体电解质界面(SEI)的电阻，使SIBs的电荷传输动力以及能量密度受到到限制。
[0004]因此，现目前需要一种能改善电池首次充放电效率以及高倍率下循环稳定性的电解液。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种冠醚类钠电池电解液。
[0006]为了达到解决上述技术问题的技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种冠醚类钠电池电解液，其特征在于，包括按质量分数比的钠盐10
‑
30％、有机溶剂70％
‑
90％、添加剂0.5
‑
5％。所述添加剂的有效结构为：
[0007][0008]进一步的，所述添加剂按质量分数比占2％；
[0009]进一步的，所述钠盐添加量为钠离子电池总质量的15％；
[0010]进一步的，所述有机溶剂的添加量为钠离子电池总质量的83％；
[0011]进一步的，所述钠盐包括六氟磷酸钠、无水高氯酸钠、双草酸硼酸钠、2
‑
四氰基吡咯钠、3
‑
四氰基吡咯钠、4
‑
四氰基吡咯钠、5
‑
四氰基吡咯钠、二氟草酸硼酸钠、五氰丙烯钠、双(氟代磺酰基)酰亚胺钠、双(三氟代磺酰基)酰亚胺钠、(氟磺酰)(全氟丁基磺酰)亚胺钠、氟代磺酰
‑
(三氟甲基磺酰基)酰亚胺钠；
[0012]进一步的，所述有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状羧酸酯以及链状羧酸酯；
[0013]进一步的，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、氯代碳酸丙烯酯；
[0014]进一步的，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯；
[0015]本专利技术的另一个目的在于提供一种钠离子电池，包括正极、负极、隔膜以及一种冠
醚类钠电池电解液电解液，其特征在于：所述的正极材料为磷酸钒钠，所述的负极材料为硬碳，所述隔膜为陶瓷隔膜；
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术提供的冠醚类钠电池电解液，通过引入15
‑
冠醚
‑
5作添加剂，使电解液溶液中钠离子与其形成稳定络合物，该络合物可参与电池负极固态电解质膜(SEI)形成，使SEI膜更加均匀稳定，从而降低电池界面阻抗，提升了钠电池的循环稳定性和高倍率下的容量保持率。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是一种冠醚类钠电池电解液电解液中添加剂的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例1中的电解液组装成的扣式电池与对照例1中的电解液组装成的扣式电池在1C倍率下的循环曲线(电压范围为2.3V
‑
4.2V)；
[0021]图3为本专利技术实施例2中的电解液组装成的扣式电池与对照例2中的电解液组装成的扣式电池在不同电流密度下的倍率性能(电压范围为2.3
‑
4.2V)；
[0022]图4是一种冠醚类钠电池电解液电解液中添加剂的又一结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例1：
[0025]在充氩气的手套箱中(H2O<10ppm)，将溶剂以PC:EC＝1/1质量比混合均匀，然后溶解1.0mol/L的无水高氯酸钠于其中，向该电解液中添加电解液总量2％的15
‑
冠醚
‑
5。充分搅拌12h。
[0026]将磷酸钒钠、乙炔黑、PVDF、按照8:1:1的质量比在N
‑
甲基吡咯烷酮中充分混合，得到正极浆料。将浆料均匀的涂抹在铝箔上，干燥后得到磷酸钒钠正极材料。以该材料作为正极材料、钠片作为负极材料，电解液为上述实施例1电解液、隔膜为陶瓷隔膜组装成扣式正极半电池，在1C倍率下用新威电池测试系统进行恒流循环充放电测试，电压区间为2.5
‑
4.2V。
[0027]实施例2：
[0028]在充氩气的手套箱中(H2O<10ppm)，将溶剂以PC:EC＝1/1质量比混合均匀，然后溶解1.0mol/L的无水高氯酸钠于其中，向该电解液中添加电解液总量2％的15
‑
冠醚
‑
5。充分搅拌12h。
[0029]将磷酸钒钠、乙炔黑、PVDF、按照8:1:1的质量比在N
‑
甲基吡咯烷酮中充分混合，得
到正极浆料。将浆料均匀的涂抹在铝箔上，干燥后得到磷酸钒钠正极材料。以该材料作为正极材料、钠片作为负极材料，电解液为上述实施例2电解液、隔膜为陶瓷隔膜组装成扣式正极半电池，在不同电流密度下用新威电池测试系统进行倍率充放电测试，电压区间为2.5
‑
4.2V。
[0030]对照例1：
[0031]在充氩气的手套箱中(H2O<10ppm)，将溶剂以PC:EC＝1/1质量比混合均匀，然后溶解1.0mol/L的无水高氯酸钠于其中，充分搅拌12h。
[0032]将磷酸钒钠、乙炔黑、PVDF、按照8:1:1的质量比在N
‑
甲基吡咯烷酮中充分混合，得到正极浆料。将浆料均匀的涂抹在铝箔上，干燥后得到磷酸钒钠正极材料。以该材料作为正极材料、钠片作为负极材料，电解液为上述对照例1电解液、隔膜为陶瓷隔膜组装成扣式正极半电池，在1C倍率下用新威电池测试系统进行恒流循环充放电测试，电压区间为2.5
‑
4.2V。
[0033]对照例2：
[0034]在充氩气的手套箱中(H2O<10ppm)，将溶剂以PC:EC＝1/1质量比混合均匀，然后溶解1.0mol/L的无水高氯酸钠于其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冠醚类钠电池电解液，其特征在于，包括按质量分数比的钠盐10
‑
30％、有机溶剂70％
‑
90％、添加剂0.5
‑
5％；所述添加剂的有效结构为：2.根据权利要求1所述一种冠醚类钠电池电解液，其特征在于，所述添加剂按质量分数比占2％。3.根据权利要求1所述一种冠醚类钠电池电解液，其特征在于，所述钠盐添加量为钠离子电池总质量的15％。4.根据权利要求1所述一种冠醚类钠电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂的添加量为钠离子电池总质量的83％。5.根据权利要求3所述一种冠醚类钠电池电解液，其特征在于，所述钠盐包括六氟磷酸钠、无水高氯酸钠、双草酸硼酸钠、2
‑
四氰基吡咯钠、3
‑
四氰基吡咯钠、4
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，赵浩淼，丁海洋，谢科予，陶庆东，张开波，腾进晗，唐鑫，
申请(专利权)人：四川绿鑫电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：