钠离子电池电解液和钠离子电池制造技术

本发明专利技术涉及钠离子电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池电解液和钠离子电池。所述钠离子电池电解液包括：一次电解液和二次电解液，所述一次电解液包括第一有机溶剂、第一添加剂和钠盐；所述二次电解液包括第二有机溶剂、第二添加剂和钠盐；其中，所述第一添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和双氟磺酰亚胺钠，而不含有1,3

【技术实现步骤摘要】
钠离子电池电解液和钠离子电池


[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，尤其涉及一种钠离子电池电解液和钠离子电池。

技术介绍

[0002]钠离子电池相较于锂离子电池有原料供应稳定、成本低、快充快放潜力大、低温性能好、无过放风险等明显优势，在低能量密度电动乘用车、两轮电动车、储能、电动工具等方面具有广泛市场。目前钠离子电池正极材料主要有层状金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类化合物三种。三种材料处于持续研发及产业化过程中，在比容量、循环等电化学性能上各有所长。其中，层状金属氧化物正极材料具有高比容量的优势，但是由于钠离子在脱嵌过程中，层状金属氧化物易发生结构变化或相转变，导致电池循环性能衰减。聚阴离子正极材料虽然3D结构稳定，但是导电性差，不利于能量密度的发挥。普鲁士蓝类正极材料虽然比容量及能量密度高，但是材料本身的结晶水难以去除，导致循环较差。电解液作为电池的“血液”，具有传导离子的重要作用。优良的电解液能够在正负极界面形成稳定的界面膜，提升电池的循环稳定性。
[0003]目前，改善正极材料基钠离子电池的循环性能主要集中在两个方面，一方面是对正极材料进行改性研究，阳离子取代是最为常用的方法，通过掺杂Mn、Fe、Ni等电化学活性元素，依靠不同阳离子氧化还原电对的特性互补，提升材料的稳定性，从而提高循环性能；或者通过包覆等手段来优化碳含量来提升材料的导电性，提升材料的电化学性能。另一方面对电解液进行改性研究，主要通过引入新型成膜添加剂，形成均匀、致密的SEI膜来保证电池的循环性能。
[0004]对正极材料的改性研究对正极材料的生产工艺提出了更高的要求，大多数O3和P2相层状金属氧化物耐水性较差，易与空气中的水分子发生反应，造成电池的损伤；聚阴离子类正极材料压实密度的提升也带来了浸润性等一系列其他电池制备工艺问题；普鲁士蓝类正极材料含有氰化物对环境不友好。对电解液的改性研究引入的新型成膜添加剂虽然能改善CEI/SEI膜的成分，但往往形成的CEI/SEI膜阻抗较大，导致电池直流内阻的增加和低温性能的恶化。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种钠离子电池电解液，能够保证钠离子电池电化学性能的基础上，有效改善钠离子电池的循环性能。
[0006]本专利技术首先提供一种钠离子电池电解液，包括：一次电解液和二次电解液，所述一次电解液包括第一有机溶剂、第一添加剂和钠盐；所述二次电解液包括第二有机溶剂、第二添加剂和钠盐；其中，所述第一添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和双氟磺酰亚胺钠，而不含有1,3
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丙烷磺酸内酯；
所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和1,3
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丙烷磺酸内酯。
[0007]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，所述第二添加剂中所述碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和1,3
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丙烷磺酸内酯的质量比为（4~12）：（1~4）：1。
[0008]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，以所述二次电解液的质量为基准，所述1,3
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丙烷磺酸内酯的用量为0.2~2wt%。
[0009]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，所述第一添加剂中碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和双氟磺酰亚胺钠的质量比为（2~8）：（1~4）：1。
[0010]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，以所述一次电解液的总质量为基准，所述第一添加剂中碳酸亚乙烯酯的用量为0.5~4wt%；以所述二次电解液的总质量为基准，所述第二添加剂中碳酸亚乙烯酯的用量为1~10wt%；和/或，以所述一次电解液的总质量为基准，所述第一添加剂中氟代碳酸乙烯酯的用量为0.5~2wt%；以所述二次电解液的总质量为基准，所述第二添加剂中氟代碳酸乙烯酯的用量为1~5wt%。
[0011]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，以所述一次电解液的总质量为基准，所述双氟磺酰亚胺钠的用量为0.5~3wt%。
[0012]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，所述第一添加剂和第二添加剂各自独立相同或不同地还包括其余添加剂，所述其余添加剂包括硫酸乙烯酯、三
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(三甲基硅烷)亚磷酸酯、三
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(三甲基硅烷)亚硼酸酯、丙烯磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、乙二醇双(丙腈)醚、联苯、碳酸乙烯亚乙酯、1、4
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丁磺酸内酯、磷酸三甲酯，磷酸三苯酯，磷酸三丁酯，三氟乙基磷酸酯、含氟醚中的一种或几种；在所述一次电解液中，所述其余添加剂的用量为0.5~3wt%；在所述二次电解液中，所述其余添加剂的用量为0.3~2wt%。
[0013]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，所述第一有机溶剂中包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、正丁酸乙酯、γ
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丁内酯、乙酸二氟乙酯和2,2,2
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三氟乙酸乙酯中的一种或多种。
[0014]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，所述第二有机溶剂中还包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、正丁酸乙酯、γ
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丁内酯、乙酸二氟乙酯和2,2,2
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三氟乙酸乙酯中的一种或多种。
[0015]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，所述第一有机溶剂占一次电解液总质量的10~85wt%，所述第二有机溶剂占二次电解液总质量的10~85wt%。
[0016]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，所述钠盐包括六氟磷酸钠、高氯酸钠、三氟甲烷磺酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、四氟硼酸钠、双氟磺酰亚胺钠和双三氟甲磺酰亚胺钠中的一种或几种。
[0017]根据本专利技术提供的钠离子电池电解液，以所述钠离子电池电解液的质量为基准，钠盐的总用量为10~26wt％。
[0018]本专利技术还提供一种钠离子电池，所述钠离子电池包括正极、负极、设置在所述正极和负极之间的隔膜、以及所述的钠离子电池电解液。
[0019]基于上述技术方案，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的钠离子电池电解液和钠离子电池，通过优化分步注液中电解液的配方，能够在保证钠离子电池电化学性能的基础上，有效改善钠离子电池的循环性能。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]本专利技术提供的一种钠离子电池电解液，包括：一次电解液和二次电解液，所述一次电解液包括第一有机溶剂、第一添加剂和钠盐；所述二次电解液包括第二有机溶剂、第二添加剂和钠盐；其中，所述第一添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和双氟磺酰亚胺钠，而不含有1,3
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丙烷磺酸内酯；所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和1,3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池电解液，其特征在于，包括：一次电解液和二次电解液，所述一次电解液包括第一有机溶剂、第一添加剂和钠盐；所述二次电解液包括第二有机溶剂、第二添加剂和钠盐；其中，所述第一添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和双氟磺酰亚胺钠，而不含有1,3
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丙烷磺酸内酯；所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和1,3
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丙烷磺酸内酯。2.根据权利要求1所述的钠离子电池电解液，其特征在于，所述第二添加剂中碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和1,3
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丙烷磺酸内酯的质量比为（4~12）：（1~4）：1。3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池电解液，其特征在于，以所述二次电解液的质量为基准，所述1,3
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丙烷磺酸内酯的用量为0.2~2wt%。4.根据权利要求1或2所述的钠离子电池电解液，其特征在于，所述第一添加剂中碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和双氟磺酰亚胺钠的质量比为（2~8）：（1~4）：1。5.根据权利要求1或2所述的钠离子电池电解液，其特征在于，以所述一次电解液的总质量为基准，所述第一添加剂中碳酸亚乙烯酯的用量为0.5~4wt%；以所述二次电解液的总质量为基准，所述第二添加剂中碳酸亚乙烯酯的用量为1~10wt%；和/或，以所述一次电解液的总质量为基准，所述第一添加剂中氟代碳酸乙烯酯的用量为0.5~2wt%；以所述二次电解液的总质量为基准，所述第二添加剂中氟代碳酸乙烯酯的用量为1~5wt%。6.根据权利要求1或2所述的钠离子电池电解液，其特征在于，以所述一次电解液的总质量为基准，所述双氟磺酰亚胺钠的用量为0.5~3wt%。7.根据权利要求1或2所述的钠离子电池电解液，其特征在于，所述第一添加剂和第二添加剂各自独立相同或不同地...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂林，
申请(专利权)人：三一红象电池有限公司，
类型：发明
国别省市：