【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池的，具体涉及一种有机电解液以及包括该电解液的钠离子电池。
技术介绍
1、电池的自放电率是判断电池组一致性和电池安全管理的重要指标，当电池出现严重的自放电甚至会导致电池的热失控，从而引发严重的安全问题。因此，如何降低电池的自放电率是重要的研究方向。目前，降低电池的自放电率可从正极材料、负极材料、电解液和隔膜的改性等角度入手。其中，电解液同时影响着的正极或者负极的界面反应，这与自放电率关系较大。
2、1,3-丙烷磺内酯(ps)作为常见的电解液添加剂，能起到改善正极或负极的成膜性的效果，但是该物质成膜后阻抗较大，从而导致电池的倍率和循环性能有所降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种有机电解液以及包括该电解液的钠离子电池。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种有机电解液，所述有机电解液的制备原料包括钠盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括第一成膜剂、降阻剂和第二成膜剂；其中，所述第一成膜剂用于在负极形成阴极电解质界面(cei)和在正极形成固体电解质界面(sei)；所述第二成膜剂用于在负极表面形成含钠和氟的固体电解质界面(sei)；所述第二成膜剂包括二氟磷酸钠(napo2f2)、二氟草酸硼酸钠(naodfb)、四氟硼酸钠(nabf4)、双氟黄酰亚胺钠(nafsi)中的至少一种；降阻剂为硫酸亚乙酯(dtd)、氟代碳酸乙烯酯(fec)中的至少一种。>
4、本专利技术的电解液配方中第一成膜剂能分别在正负极成膜，起到降低电池自放电率的作用，但是同样地也会引起阻抗增大的问题，所以添加了降阻剂，降阻剂能有效缓解第一成膜剂引起的阻抗增大的问题，这是因为dtd能够在负极表面分解形成离子导电性好的有机磺酸盐，从而降低界面阻抗。而fec能够在负极表面形成含naf的钝化层，利于离子传输，降低界面阻抗。本专利技术所采用的第二成膜剂能在负极表面形成一层富含钠和氟成分的sei膜，起到了降低界面阻抗，有效提升电池的倍率和循环性能。所以本专利技术通过以上三种添加剂的协同作用，既能够有效降低电池的自放电率，又能够有效抑制阻抗的增加，从而使得电池具有较低的自放电率和优异的倍率和循环性能。
5、优选地，以所述有机电解液的总质量为基准：
6、所述第一成膜剂的质量含量为0.1～5％，更优选为2％；
7、所述降阻剂的质量含量为0.1～5％，更优选为0.3％；
8、所述第二成膜剂的质量含量为0.01～2％，更优选为0.7％。
9、第二成膜剂同样是钠盐，但是其含有的氟离子能进一步对第一成膜剂形成在负极形成的cei膜起到巩固的同时，还能在负极形成sei膜，使得电解液在负极形成的钝化膜具有良好的高温稳定性和提高离子电导率，还能有效降低电池阻抗。经过测试，如果第二成膜剂的超过上述范围，则会使得形成的sei膜厚过大，反而会提高电池阻抗，还会增加成本。
10、优选地，所述第一成膜剂、所述降阻剂和所述第二成膜剂的质量比为所述第一成膜剂：所述降阻剂：所述第二成膜剂＝(1～2)：(0.3～0.5)：(0.1～2)。
11、优选地，所述钠盐在所述有机电解液中的摩尔浓度为(0.3～1.2)mol/l。
12、优选地，所述有机电解液包括以下按质量份计的原料：所述钠盐10～20份、所述有机溶剂80～90份、所述第一成膜剂0.1～5份、所述降阻剂0.1～5份和所述第二成膜剂0.01～2份。更优选为钠盐12份、有机溶剂85份、第一成膜剂0.1～5份、降阻剂0.1～5份和第二成膜剂0.01～2份。
13、优选地，所述第一成膜剂包括1,3-丙烷磺内酯(ps)、1,4-丁磺酸内酯(bs)、丙烯基-1,3-磺酸内酯(pst)中的至少一种。更优选为1,3-丙烷磺内酯(ps)。
14、优选地，所述有机溶剂包括环状碳酸酯类化合物、链状碳酸酯类化合物、羧酸酯类化合物、醚类溶剂、四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷的至少一种。本专利技术的有机溶剂具有极性，易于溶解钠盐，具有低粘度，以有助于钠离子的扩散。
15、其中，环状碳酸酯类化合物包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的至少一种；
16、链状碳酸酯类化合物碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的至少一种；
17、羧酸酯类化合物包括乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯中的至少一种；
18、醚类溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚的至少一种。
19、更优选地，所述有机溶剂为包括环状碳酸酯类化合物、链状碳酸酯类化合物和醚类溶剂的混合溶剂，三者的质量比为环状碳酸酯类化合物：链状碳酸酯类化合物：醚类溶剂＝(0.05～0.5)：(0.01～0.1)：1。
20、优选地，所述钠盐包括六氟磷酸钠、高氯酸钠、三氟甲基磺酸钠、二氟磷酸钠、四氟硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、二草酸硼酸钠、双三氟甲烷磺酰亚胺钠、双氟磺酰亚胺钠中的至少一种。
21、第二方面，本专利技术提供了一种钠离子电池，包括正极、隔膜、负极以及上述有机电解液。该钠离子电池的具体制备方法包括以下步骤：将正极、隔膜以及负极以卷绕的方式制成电芯，采用铝塑膜包装，注入上述制备的电解液，经化成、分容等工序后制成钠离子电池。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
23、本专利技术的电解液配方中包括钠盐、有机溶剂和添加剂，添加剂包括第一成膜剂、降阻剂和第二成膜剂，第一成膜剂能分别在正负极成膜，起到降低电池自放电率的作用，但是同样地也会引起阻抗增大的问题，所以添加了降阻剂，降阻剂能有效缓解第一成膜剂引起的阻抗增大的问题，本专利技术所采用的第二成膜剂能在负极表面形成一层富含钠和氟成分的sei膜，在制备电池过程中，只有第一成膜剂形成的sei膜容易被破坏，导致离子通量不均匀，进而导致na枝晶的生长，从而使得阻抗提高。所以说明第二成膜剂能对第一成膜剂sei膜起到加固的效果，提高sei膜的致密性和均一性，从而降低界面阻抗，有效提升电池的倍率和循环性能。所以本专利技术通过以上三种添加剂的协同作用，既能够有效降低电池的自放电率，又能够有效抑制阻抗的增加，从而使得电池具有较低的自放电率和优异的倍率和循环性能。得钠离子电池无法在负极表面形成一层具有钠和氟成分的sei膜，在制备电池过程中，只有第一成膜剂形成的sei膜容易被破坏，导致离子通量不均匀，进而导致na枝晶的生长，从而使得阻抗提高。所以说明第二成膜剂能对第一成膜剂sei膜起到加固的效果，提高sei膜的致密性和均一性，从而降低界面阻抗，有效提升电池的倍率和循环性能。
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1.一种有机电解液，其特征在于，所述有机电解液的制备原料包括钠盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括第一成膜剂、降阻剂和第二成膜剂；其中，所述第二成膜剂包括二氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、四氟硼酸钠、双氟黄酰亚胺钠中的至少一种；所述降阻剂为硫酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，以所述有机电解液的总质量为基准：
3.如权利要求1或2所述的有机电解液，其特征在于，所述第一成膜剂、所述降阻剂和所述第二成膜剂的质量比为第一成膜剂：降阻剂：第二成膜剂＝(1～2)：(0.3～0.5)：(0.1～2)。
4.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，所述钠盐在所述有机电解液中的摩尔浓度为(0.3～1.2)mol/L。
5.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，所述有机电解液包括以下按质量份计的原料：钠盐10～20份、有机溶剂80～90份第一成膜剂0.1～5份、降阻剂0.1～5份和第二成膜剂0.01～2份。
6.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，所述第一成膜剂包括1,3-丙烷磺内酯
7.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括环状碳酸酯类化合物、链状碳酸酯类化合物、羧酸酯类化合物、醚类溶剂、四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷的至少一种。
8.如权利要求7所述的有机电解液，其特征在于，所述有机溶剂为环状碳酸酯类化合物、链状碳酸酯类化合物和醚类溶剂的混合溶剂，所述环状碳酸酯类化合物、链状碳酸酯类化合物、醚类溶剂的质量比为环状碳酸酯类化合物：链状碳酸酯类化合物：醚类溶剂＝(0.05～0.5)：(0.01～0.1)：1。
9.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，所述钠盐包括六氟磷酸钠、高氯酸钠、三氟甲基磺酸钠、二草酸硼酸钠、双三氟甲烷磺酰亚胺钠、中的至少一种。
10.一种钠离子电池，其特征在于，包括正极、隔膜、负极以及权利要求1～5任一项所述的有机电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种有机电解液，其特征在于，所述有机电解液的制备原料包括钠盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括第一成膜剂、降阻剂和第二成膜剂；其中，所述第二成膜剂包括二氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、四氟硼酸钠、双氟黄酰亚胺钠中的至少一种；所述降阻剂为硫酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，以所述有机电解液的总质量为基准：
3.如权利要求1或2所述的有机电解液，其特征在于，所述第一成膜剂、所述降阻剂和所述第二成膜剂的质量比为第一成膜剂：降阻剂：第二成膜剂＝(1～2)：(0.3～0.5)：(0.1～2)。
4.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，所述钠盐在所述有机电解液中的摩尔浓度为(0.3～1.2)mol/l。
5.如权利要求1所述的有机电解液，其特征在于，所述有机电解液包括以下按质量份计的原料：钠盐10～20份、有机溶剂80～90份第一成膜剂0.1～5份、降阻剂0.1～5份和第二成膜剂0.01～2份。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志波，张满强，
申请(专利权)人：广东钠壹新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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