一种钠离子电池电解液及钠离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种钠离子电池电解液及钠离子电池，涉及钠离子电池技术领域，所述钠离子电池电解液，包括：钠盐

【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
，特别是指一种钠离子电池电解液及钠离子电池
。

技术介绍

[0002]近年来，中国新能源汽车产销量持续增长，稳居世界首位，市场对高能量
、
长循环
、
高安全
、
低成本电池需要越来越大
。
然而，传统铅酸电池
、
镍镉电池能效较低且污染严重，锂离子电池成本高且安全性有待提升，均已难以满足市场需求
。
锂元素和钠元素在元素周期表中处于同一主族且位置相邻，具有非常相似的物理和化学性质；同时，钠离子电池具有高安全
、
低成本
、
环境友好等优点，深受研究学者们的青睐
。
[0003]正负极材料
、
电解液和隔膜是组成钠离子电池的重要组成部分，其中，电解液起着传输离子的作用
。
由于电解液会在正负极界面形成钝化膜（
SEI
膜），
SEI
膜的形成有效分离了电解液与电极的直接接触，但由于钠离子电池
SEI
膜的溶解度高于锂离子电池，且
SEI
膜的溶解随温度变化周期性变化，从而导致
SEI
膜溶解
‑
沉积的摆钟式变化中，
SEI
膜反复溶解并重新形成
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种钠离子电池电解液及钠离子电池，通过在负极或电解液中增加添加剂，可以有效抑制
SEI
的溶解速率，从而够降低电池的内阻，提升电池的首效，大大提升电池的循环寿命
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：第一方面，一种钠离子电池电解液，包括：钠盐
、
有机溶剂和添加剂，所述电解液中添加剂的质量浓度为
0.001wt%~1wt%
，所述添加剂包括氟化盐
、
碳酸盐
、
硫酸脂盐
、
亚硫酸脂盐
、
烷基碳酸盐
、
烷氧基盐或氢氧化物
。
[0006]进一步的，氟化盐
、
碳酸盐
、
硫酸脂盐
、
亚硫酸脂盐
、
烷基碳酸盐
、
烷氧基盐或氢氧化物中的阳离子为
Na
+
、K
+
、Li
+
中的一种或多种
。
[0007]进一步的，所述硫酸脂盐
、
亚硫酸脂盐或烷基碳酸盐，具有
R1
‑
(OCO2)
‑
、 、 或的结构，其中，
R1、R2、R3、R4
选自氢原子
、
磺酸脂基
、
硫酸脂基
、
硼酸酯基
、
羧酸酯基
、
氨基
、
羟基
、
羧基
、
醚基
、
具有或不具有取代基的
C1~C10
烷烃基中的一种，其中，所述取代基为卤素原子或羟基
。
[0008]进一步的，所述钠盐选自六氟磷酸钠
、
高氯酸钠
、NaFSI、NaTFSI、
四氯铝酸钠
、
四氟硼酸钠
、
硝酸钠
、
氰化钠和硫氰酸钠中的至少一种
。
[0009]进一步的，所述钠盐选自六氟磷酸钠
、NaFSI
和高氯酸钠中的至少一种
。
[0010]进一步的，所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸甲乙酯
、
[0030]由表2可得，添加钾盐实验组
Na1#
和
Na2#
相比其他实验组首次效率存在一定程度降低，其他实验组相比
Na0#
首次效率均不同程度升高
。
本申请实施例制得的钠离子电池容量循环保持率
、
高温厚度膨胀率和高温荷电保持率相比
Na0#
均具有不同程度提升，尤其是
Na6#
和
Na7#
使用添加钠盐的极片制备电池的高温厚度膨胀率为
0.4%。
这主要是由于本申请中碱性金属盐的加入，使电极表面形成的
SEI
更加致密
、
稳定；另一方面，
SEI
膜各组分随着温度的变化存在溶解
、
析出的过程，金属盐的加入可以增加溶解钠盐的来源基数，从而减少因温度波动造成的
SEI
膜的破坏
。
[0031]钠离子电池
Na0#
在循环至
150
周左右出现加速衰减，原因为循环过程中
SEI
不断破坏和修复，导致电解液被快速消耗，从而导致电池后期出现缺液问题，电池衰减加速
。Na2#
电池在循环
340
周左右出现加速衰减问题，
Na7#
循环
500
周未出现加速衰减问题
。
[0032]在本专利技术另一优选的实施例中，一种钠离子电池，其制备方法包括以下步骤：步骤1，制备电解液；步骤2，制备隔膜；步骤3，制备负极，将硬碳和
/
或软碳作为主要原料，选取炭黑
、
石墨
、
碳纳米管
、
石墨烯中的一种或多种作为导电剂，选取
CMC、SBR
和丙烯酸树脂中的一种或多种作为粘结剂；将添加剂
(
选自氟化盐
、
碳酸盐等
)
的质量百分比控制在
0.001wt%
‑
2wt%
，将上述原料混合均匀后涂覆在集流体上
,
压制成负极片；步骤4，制备正极，选择层状氧化物
、
普鲁士白等作为主要原料，选取炭黑
、
石墨
、
碳纳米管
、
石墨烯中的一种或多种作为导电剂，选取
PVDF、PVA
等作为粘结剂，将添加剂的质量百分比控制在
0.001wt%
‑
2wt%
，将上述原料混合均匀后涂覆在集流体上
,
压制成正极片
。
[0033]步骤5，将上述准备好的电解液
、
隔膜
、
正极片和负极片组装成电池
。
[0034]步骤6，对电池进行充放电循环测试
。
[0035]在本专利技术实施例中，制备了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钠离子电池电解液，其特征在于，包括：钠盐
、
有机溶剂和添加剂，所述电解液中添加剂的质量浓度为
0.001wt%~1wt%
，所述添加剂包括氟化盐
、
碳酸盐
、
硫酸脂盐
、
亚硫酸脂盐
、
烷基碳酸盐
、
烷氧基盐或氢氧化物
。2.
根据权利要求1所述的钠离子电池电解液，其特征在于，氟化盐
、
碳酸盐
、
硫酸脂盐
、
亚硫酸脂盐
、
烷基碳酸盐
、
烷氧基盐或氢氧化物中的阳离子为
Na
+
、K
+
、Li
+
中的一种或多种
。3.
根据权利要求2所述的钠离子电池电解液，其特征在于，所述硫酸脂盐
、
亚硫酸脂盐或烷基碳酸盐，具有
R1
‑
(OCO2)
‑
、、 或的结构，其中，
R1、R2、R3、R4
选自氢原子
、
磺酸脂基
、
硫酸脂基
、
硼酸酯基
、
羧酸酯基
、
氨基
、
羟基
、
羧基
、
醚基
、
具有或不具有取代基的
C1~C10
烷烃基中的一种，其中，所述取代基为卤素原子或羟基
。4.
根据权利要求3所述的钠离子电池电解液，其特征在于，所述钠盐选自六氟磷酸钠
、
高氯酸钠
、NaFSI、NaTFSI、
四氯铝酸钠
、
四氟硼酸钠
、
硝酸钠
、
氰化钠和硫氰酸钠中的至少一种
。5.
根据权利要求4所述的钠离子电池电解液，其特征在于，所述钠盐选自六氟磷酸钠
、NaFSI
和高氯酸钠中的至少一种
。6.
根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊虎，时爽二，王瑛，戚昌伟，徐印东，
申请(专利权)人：山东玉皇新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：