【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钠离子电池电解液及其应用，尤其是适配于钠离子电池中硬碳负极的醚类电解液以及使用该电解液的钠离子电池。
技术介绍
1、能源结构的调整与改革是能源产业发展的必经之路，其中二次电池发展前景良好。锂离子电池具有高能量密度，循环稳定性好，长循环寿命，低污染等优点，广泛应用于手机，电脑等电子设备，实现了锂电池的商业化。近几年，锂资源短缺，价格攀升限制了锂电的进一步发展。钠元素与锂元素处在同一主族，有着相似的物理化学性质，并且在地壳中的储量丰富，分布广泛，提炼简单，价格低廉，被认为是能够满足可持续储能需求的理想替代品。
2、钠离子电池中负极材料中，硬碳材料具有安全性高，倍率高，膨胀率低和循环寿命长等优势，具有一定的商业前景。电解液对电池的循环具有重要的作用，醚类有机电解液是目前已知的与钠离子电池中硬碳负极电极相容性较好的一类电解液，其在硬碳负极材料表面浸润性良好，生成了稳定均匀的sei膜，提高了钠离子电池的库伦效率、电池容量和循环稳定性。
3、但是钠离子电池中醚类电解液不可避免会存在一些问题，比如醚类电解液本身稳定性差、易挥发。使用该电解液组装的电池在工作时的电压低于3.5v，当高于3.5v的时候醚类溶剂容易发生分解，使得循环容量和循环性能大幅度衰减。cn113381075a使用环状醚类溶剂配置电解液，提高了钠离子电池在低温下的循环稳定性，但未曾解决醚类电解液在钠离子电池中工作电压低的问题。cn115663288a以na3alf6作为电解液的添加剂提高钠离子电池的循环性能，但其实例中醚类电解液匹配的全
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供了一种适配钠离子电池中硬碳负极材料的醚类有机电解液，提高硬碳负极在钠离子电池中的循环容量和循环稳定性，并且氟代醚添加剂与成膜添加剂复配，避免电解液和层状正极材料之间发生的副反应，提升了电解液的稳定性，具有耐高压的作用，有望用于高压环境下。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，包括钠盐、线性醚类溶剂、耐高压添加剂和成膜添加剂，所述钠盐在醚类有机电解液中的摩尔浓度为0.1mol/l-1.7mol/l，优选0.5mol/l-1.1mol/l，进一步优选0.5mol/l；耐高压添加剂和成膜添加剂的含量之和占所述醚类有机电解液总体积的0.1％-10％。
4、优选地，所述钠盐为六氟磷酸钠、高氯酸钠、硼酸钠、双氟磺酸亚胺钠中的一种或多种的混合物，进一步优选地，所述的钠盐为六氟磷酸钠，硼酸钠。
5、优选地，所述的线性醚类有机溶剂为甲醚、二乙醚、二甲氧基甲烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一种或多种的混合物。进一步优选地，所述的线性醚类溶剂为乙二醇二甲醚，二乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚，其相对电解液的质量百分数为10％-98％。
6、优选地，所述耐高压添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(hfe)；耐高压添加剂在醚类有机电解液中的质量百分数为2％-5％。
7、优选地，所述成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸亚乙烯酯(vc)中的一种或两种的混合物，成膜添加剂在醚类有机电解液中的质量百分数为2％-5％。
8、优选地，所述的醚类有机电解液的电导率范围为0.678×10-3s/cm-13.72×10-3s/cm，接触角范围为10°-20°，工作电压范围为0.1v-5v。
9、优选地，所述电解液的粘度范围为0.1mpa·s-20mpa·s。
10、上述的电解液在制备钠离子电池中的应用，所述的钠离子电池的负极活性材料为硬碳。本专利技术的适配钠离子电池硬碳负极的醚类有机电解液使用的钠离子电池，包括设置在电池壳体内的负极极片、正极极片、位于正极极片和负极极片之间的隔膜，所述的隔膜是celgard2400隔膜，电池壳体内的电解液是采取适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液。
11、优选地，所述的钠离子电池的工作温度范围为-20℃—50℃。
12、本专利技术的有益效果在于：
13、(1)本专利技术所使用的醚类溶剂相对于碳酸酯类溶剂，在硬碳负极材料表面具有优异的浸润性和较高的离子电导率，形成了稳定均匀的sei膜，提高了硬碳负极材料在钠离子电池中的库伦效率、循环容量和循环性能；
14、(2)本专利技术使用的氟代醚类添加剂与成膜添加剂复配，拓宽了电解液的工作电压区间，提升了电解液的稳定性，为醚类有机电解液使用于钠离子电池高压环境下提供了思路。
15、(3)本专利技术电解液优选钠盐相对电解液的摩尔浓度，保证在不影响钠离子电池电化学性能的同时节约了钠盐的使用，降低了钠离子电解液的成本。
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1.一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，包括钠盐、线性醚类溶剂、耐高压添加剂和成膜添加剂，所述钠盐在醚类有机电解液中的摩尔浓度为0.1mol/L-1.7mol/L，耐高压添加剂和成膜添加剂的含量之和占所述醚类有机电解液总体积的0.1％-10％。
2.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述钠盐为六氟磷酸钠、高氯酸钠、硼酸钠、双氟磺酸亚胺钠中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述钠盐在醚类有机电解液中的摩尔浓度为0.5mol/L-1.1mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述的线性醚类有机溶剂为甲醚、二乙醚、二甲氧基甲烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述耐高压添加剂为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(
6.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)中的一种或两种的混合物，成膜添加剂在醚类有机电解液中的体积百分数为2％-5％。
7.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述的醚类有机电解液的电导率范围为0.678×10-3s/cm-13.72×10-3s/cm，接触角范围为10°-20°，工作电压范围为0.1V-5V。
8.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，所述电解液的粘度范围为0.1mPa·s-20mPa·s。
9.根据权利要求1-7任一项所述的电解液在制备钠离子电池中的应用，其特征在于，所述的钠离子电池的负极活性材料为硬碳。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的钠离子电池的工作温度范围为-20℃—50℃。
...【技术特征摘要】
1.一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，包括钠盐、线性醚类溶剂、耐高压添加剂和成膜添加剂，所述钠盐在醚类有机电解液中的摩尔浓度为0.1mol/l-1.7mol/l，耐高压添加剂和成膜添加剂的含量之和占所述醚类有机电解液总体积的0.1％-10％。
2.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述钠盐为六氟磷酸钠、高氯酸钠、硼酸钠、双氟磺酸亚胺钠中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述钠盐在醚类有机电解液中的摩尔浓度为0.5mol/l-1.1mol/l。
4.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述的线性醚类有机溶剂为甲醚、二乙醚、二甲氧基甲烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种适配钠离子电池中硬碳负极的醚类有机电解液，其特征在于，所述耐高压添加剂为1,1,2,2-四...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓健秋，章晶晶，姚青荣，宋皓炜，刘贤浩，周怀营，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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