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一种电解液、电池和用电设备制造技术

技术编号:40709231 阅读:3 留言:0更新日期:2024-03-22 11:10
本申请提供一种电解液、电池和用电设备。该电解液,包括钠盐、有机溶剂以及添加剂;添加剂包括成膜组分和钾盐,成膜组分选自硅基磷酸酯、硅基磷酸盐中的至少一种。其中钾盐具有比钠离子更大的离子半径,当钾离子在脱/嵌硬碳层时,能够扩大硬碳的碳层间距,增加活性钠离子的传输通道,从而提高了负极储钠的动力学性能;此外,再通过硅基磷酸酯和/或硅基磷酸盐形成稳定存在的低阻抗负极界面膜,可以降低电解液因碳层间距扩大导致的界面副反应,从而提高了电池的效率和循环性能,进而改善了聚阴离子体系钠离子电池循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池领域,尤其涉及一种电解液、电池和用电设备


技术介绍

1、近年来,随着社会经济快速发展,人类对于低碳环保的要求不断的提高,锂离子电池等新能源储能器件脱颖而出,在储能或者电动车领域被广泛应用。但是目前全球锂矿资源分布不均,碳酸锂价格市场持续波动。而钠离子电池凭借着广泛的原材料资源储备和低廉的理论成本,再一次被市场所关注。然而,钠离子更大的离子半径以及相对于石墨储锂较差的动力学性能,导致负极在长循环过程中容易析钠,活泼金属钠会导致界面的副反应发生,从而引起界面阻抗增加以及产气等问题,引起电芯性能恶化,甚至无法循环。


技术实现思路

1、专利技术目的:本申请实施例提供一种电解液,解决了目前钠离子电池在负极析出的问题。本申请实施例还提供一种电池,具体良好的电池效率和循环性能。

2、本申请第一方面提供一种电解液,包括钠盐、有机溶剂以及添加剂;所述添加剂包括成膜组分和钾盐,所述成膜组分选自硅基磷酸酯、硅基磷酸盐中的至少一种。

3、在一些实施方式中,以所述电解液的总质量计,所述钠盐的质量百分比为11.0~14.0%。

4、在一些实施方式中,以所述电解液的总质量计,所述有机溶剂的质量百分比为81.0~84.0%。

5、在一些实施方式中,以所述电解液的总质量计,所述添加剂的质量百分比为2~5.0%。

6、在一些实施方式中,以所述添加剂的总质量计,所述钾盐的质量百分比为20~30%。

7、在一些实施方式中,以所述添加剂的总质量计,所述成膜组分的质量百分比为70~80%。

8、在一些实施方式中,所述成膜组分由所述硅基磷酸酯和所述硅基磷酸盐组成,其中,所述硅基磷酸酯和所述硅基磷酸盐的质量比为5~7:3~5。

9、在一些实施方式中,所述硅基磷酸酯选自三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、双(三甲基甲硅烷基)三氟磷酸乙酰酯、(2-三甲基甲硅烷基氧基羰基乙基)磷酸二甲酯、二[2-(三甲基硅烷基)乙基]二异丙基氨基磷酸酯、三甲基硅烷二乙基磷酰乙酸酯、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、二乙基三甲基硅基亚磷酸酯、三甲基甲硅烷基聚磷酸、三甲基硅基二氢化磷酸酯、单(三甲硅基)亚磷酸酯和双三甲基硅基磷酸氢酯中的至少一种。

10、在一些实施方式中,所述硅基磷酸盐选自双(三甲基硅基)亚磷酸盐、三(叔丁基二甲硅烷基)亚磷酸盐、双(三甲基硅基)三丁基锡磷酸盐、三甲基硅多磷酸盐和三(叔丁基二甲硅烷基)亚磷酸盐中的至少一种。

11、在一些实施方式中,所述钾盐选自六氟磷酸钾、高氯酸钾、双氟磺酰亚胺钾和草酸钾中的至少一种。

12、在一些实施方式中,所述钠盐选自六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠、硝酸钠、高氯酸钠、草酸钠、乙酸钠、丙酸钠、三[n,n-双(三甲基硅烷)胺]钠和二氟磷酸钠中的至少一种。

13、在一些实施方式中,所述有机溶剂包括环状碳酸酯和链状酸酯。

14、在一些实施方式中,所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯和γ-丁内酯中的至少一种。

15、在一些实施方式中,所述链状酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯和丁酸乙酯中的至少一种。

16、本申请第二方面提供一种电池,包括如前所述的电解液。

17、本申请第三方面提供一种用电设备,包括如前所述的电池。

18、本申请提供一种电解液,包括钠盐、有机溶剂以及添加剂;添加剂包括成膜组分和钾盐,成膜组分选自硅基磷酸酯、硅基磷酸盐中的至少一种。其中钾盐具有比钠离子更大的离子半径,当钾离子在脱/嵌硬碳层时,能够扩大硬碳的碳层间距,增加活性钠离子的传输通道,从而提高了负极储钠的动力学性能;此外,再通过硅基磷酸酯和/或硅基磷酸盐形成稳定存在的低阻抗负极界面膜,可以降低电解液因碳层间距扩大导致的界面副反应,从而提高了电池的效率和循环性能,进而改善了聚阴离子体系钠离子电池循环稳定性。

19、本申请还提供一个电池,电池包括电解液,该电解液包括钠盐、有机溶剂以及添加剂;添加剂包括成膜组分和钾盐,成膜组分选自硅基磷酸酯、硅基磷酸盐中的至少一种。其中钾盐具有比钠离子更大的离子半径,当钾离子在脱/嵌硬碳层时,能够扩大硬碳的碳层间距,增加活性钠离子的传输通道,从而提高了负极储钠的动力学性能;此外,再通过硅基磷酸酯和/或硅基磷酸盐形成稳定存在的低阻抗负极界面膜,可以降低电解液因碳层间距扩大导致的界面副反应,从而提高了电池的效率和循环性能,进而改善了聚阴离子体系钠离子电池循环稳定性。

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【技术保护点】

1.一种电解液,其特征在于,包括钠盐、有机溶剂以及添加剂;所述添加剂包括成膜组分和钾盐,所述成膜组分选自硅基磷酸酯、硅基磷酸盐中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,以所述电解液的总质量计,所述钠盐的质量百分比为11.0~14.0%;和/或,

3.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,以所述添加剂的总质量计,所述钾盐的质量百分比为20~30%;和/或,以所述添加剂的总质量计,所述成膜组分的质量百分比为70~80%。

4.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述成膜组分由所述硅基磷酸酯和所述硅基磷酸盐组成,其中,所述硅基磷酸酯和所述硅基磷酸盐的质量比为5~7:3~5。

5.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述硅基磷酸酯选自三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、双(三甲基甲硅烷基)三氟磷酸乙酰酯、(2-三甲基甲硅烷基氧基羰基乙基)磷酸二甲酯、二[2-(三甲基硅烷基)乙基]二异丙基氨基磷酸酯、三甲基硅烷二乙基磷酰乙酸酯、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、二乙基三甲基硅基亚磷酸酯、三甲基甲硅烷基聚磷酸、三甲基硅基二氢化磷酸酯、单(三甲硅基)亚磷酸酯和双三甲基硅基磷酸氢酯中的至少一种;和/或

6.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述钾盐选自六氟磷酸钾、高氯酸钾、双氟磺酰亚胺钾和草酸钾中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述钠盐选自六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠、硝酸钠、高氯酸钠、草酸钠、乙酸钠、丙酸钠、三[N,N-双(三甲基硅烷)胺]钠和二氟磷酸钠中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述有机溶剂包括环状碳酸酯和链状酸酯;和/或,

9.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1~8中任一项所述的电解液。

10.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求9所述的电池。

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【技术特征摘要】

1.一种电解液,其特征在于,包括钠盐、有机溶剂以及添加剂;所述添加剂包括成膜组分和钾盐,所述成膜组分选自硅基磷酸酯、硅基磷酸盐中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,以所述电解液的总质量计,所述钠盐的质量百分比为11.0~14.0%;和/或,

3.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,以所述添加剂的总质量计,所述钾盐的质量百分比为20~30%;和/或,以所述添加剂的总质量计,所述成膜组分的质量百分比为70~80%。

4.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述成膜组分由所述硅基磷酸酯和所述硅基磷酸盐组成,其中,所述硅基磷酸酯和所述硅基磷酸盐的质量比为5~7:3~5。

5.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述硅基磷酸酯选自三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、双(三甲基甲硅烷基)三氟磷酸乙酰酯、(2-三甲基甲硅烷基氧基羰基乙基)磷酸二...

【专利技术属性】
技术研发人员:关超秦炳胜任海朋江卫军郑晓醒马晓晴
申请(专利权)人:蜂巢能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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