【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，具体是指一种基于醚类电解液的钠离子电池负极片及钠离子电池。
技术介绍
1、钠离子电池凭借钠资源丰富，成本低廉的特点已经成为未来可再生能源的大规模储存特别是电化学储能的重要组成方式，这也对其安全性、循环性能、倍率性能、能量密度等提出了更高的技术要求。相比锂离子电池，钠离子电池面临着能量密度低，循环寿命短的问题，目前的研究在诸多领域还处于起步阶段。
2、目前napf6/二乙二醇二甲醚作为钠离子电池极具商业化前景的电解液，被广泛研究，研究结果显示hc负极在napf6/二乙二醇二甲醚中的循环性能和倍率性能均优于酯类电解液，显示出极高的应用潜力。
3、但是，napf6/二乙二醇二甲醚循环后hc表面未能检测到功能性固体电解质相（sei）的存在，没有sei的存在意味着其界面副反应将大大增加，与之相关的产气问题及副反应的过程造成活性离子损失，随之产生自放电过高的问题，克服以上问题的关键在于sei膜的制备和修饰。sei膜是电子电导率低而离子电导率高的固态电解质层，该膜对抑制极片-电解液界面处基于电子反应的副反应有着重要的抑制作用。
4、目前常采取在电解液中加入成膜添加剂的方法来构建sei层，当放电到较低电位时，成膜添加剂变得十分不稳定而发生还原分解，进而在电极表面形成主要成分为有机钠盐和无机钠盐，结构较为疏松的sei层，不能有效抑制循环过程中的电池界面副反应的发生。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于醚类电解液的钠离子电池负
2、本专利技术可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术公开了一种基于醚类电解液的钠离子电池负极片，包括负极活性材料层，负极活性材料层的表面设置有预置sei膜，该预置sei膜层通过预钠化试剂与氟代碳酸乙烯酯采用化学法原位聚合制备吸附在负极活性材料层上，该负极活性材料层的活性材料为硬碳。在本专利技术中，低电位的naxhc一旦形成，夹杂的na+离子可能会驻留在不可逆的储钠位点上，其电极浸入电解液中时，低电位naxhc与氟代碳酸乙烯酯的电化学窗口较大的电势差会诱导电解液快速还原分解，快速的反应动力学使得hc电极表面形成sei膜会更为致密，致密的sei膜是电子绝缘的因此可以阻止成膜反应的持续进行，因此该膜层有着薄且致密的特点，其高稳定性有效控制气胀和副反应的发生，抑制自放电的发生。
4、进一步地，预钠化试剂为多环芳烃钠，该多环芳烃钠由多环芳烃和等摩尔量的金属钠加入到醚类溶剂中搅拌溶解制得。
5、进一步地，氟代碳酸乙烯酯添加作为辅助成膜溶剂，该辅助成膜溶剂可为碳酸亚乙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸二甲酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯中的一种或两种以上。
6、进一步地，该多环芳烃为萘、联苯、蒽、菲或芘中的一种或二种以上；醚类溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、乙醚、二甲亚砜、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和/或乙腈中的一种或二种以上。
7、进一步地，该预置sei膜层在制备完成后采用乙二醇二甲醚洗去多余残留的氟代碳酸乙烯酯再进行干燥处理。由于成膜添加剂一般不易挥发且与易挥发的乙二醇二甲醚互溶，为了防止残余的添加剂对组装的电池产生额外干扰，需清洗干净，该预置sei膜层在制备完成后采用乙二醇二甲醚洗去多余残留的氟代碳酸乙烯酯，再进行干燥处理。
8、进一步地，醚类电解液为napf6/二乙二醇二甲醚体系，在该电解液体系中电解质的浓度为0.5-3mol/l，电解质盐过稀过浓都会降低电导率，引发电池极化增大，且过稀的电解质盐会导致长循环性能变差。
9、进一步地，钠离子电池的负极活性材料为硬碳，钠离子电池的正极活性材料为锰酸钠、磷酸焦磷酸铁钠、硫酸铁钠、磷酸钒钠、磷酸锰钛钠或普鲁士蓝。
10、进一步地，负极活性材料层采用刮涂、滚涂、喷涂、转移涂布或挤出涂布涂覆在负极集流体上。
11、进一步地，负极集流体为铜箔、铝箔、铜网或铝网。
12、本专利技术的另外的一个方面在于保护一种钠离子电池，包括正极片和负极片，该负极片为上述基于醚类电解液的钠离子电池负极片。
13、本专利技术一种基于醚类电解液的钠离子电池负极片及钠离子电池，具有如下的有益效果：
14、第一、首周库伦效率高，使用化学预钠化的方法将低首周库伦效率的负极片（硬碳负极片）提高至100%，当组装全电池的时候能够大大提高电池的能量密度；
15、第二、致密性优，使用化学预钠化法，提前在hc中嵌入钠离子从而形成低电位的naxhc，在低电位的naxhc和成膜添加剂的相互作用下，通过原位聚合，可以得到薄且致密的预置sei膜层，有效克服电化学沉积方式形成的sei膜层既厚又疏松的缺陷。
16、第三、自放电率低，本专利技术形成的薄和致密sei有着高离子电导率和低电子电导的特点，其界面具有较高的稳定性，避免了副反应及气胀的产生，可有效避免钠离子电池在醚类电解液中自放电严重的问题；
17、第三、工艺可操作性强，通过化学法而非电化学方法，在极片加工过程中，组装电池前就实现预钠化控制的sei膜成膜，大大减少能耗和可操作难度。
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1.一种基于醚类电解液的钠离子电池负极片，包括负极活性材料层，其特征在于：所述负极活性材料层的表面设置有预置SEI膜，该预置SEI膜层通过预钠化试剂与氟代碳酸乙烯酯采用化学法原位聚合制备吸附在负极活性材料层上，所述钠离子电池的负极活性材料为硬碳。
2.根据权利要求1所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：所述预钠化试剂为多环芳烃钠，该多环芳烃钠由多环芳烃和等摩尔量的金属钠加入到醚类溶剂中搅拌溶解制得。
3.根据权利要求2所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：所述氟代碳酸乙烯酯添加由辅助成膜溶剂，该辅助成膜溶剂为碳酸亚乙烯酯、1，3-丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸二甲酯中的一种或两种以上。
4. 根据权利要求3所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：该多环芳烃为萘、联苯、蒽、菲和/或芘中的一种或二种以上；所述醚类溶剂为N ,N-二甲基甲酰胺、乙醚、二甲亚砜、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和/或乙腈中的一种或二种以上。
5.根据权利要求4所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于
6. 根据权利要求5所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：所述醚类电解液为NaPF6/二乙二醇二甲醚体系，在该电解液体系中电解质的浓度为0.5-3 mol/L。
7.根据权利要求6所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：所述钠离子电池的正极活性材料为锰酸钠、磷酸焦磷酸铁钠、硫酸铁钠、磷酸钒钠、磷酸锰钛钠或普鲁士蓝。
8.根据权利要求7所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：所述负极活性材料层采用刮涂、滚涂、喷涂、转移涂布或挤出涂布涂覆在负极集流体上。
9.根据权利要求8所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：所述负极集流体为铜箔、铝箔、铜网或铝网。
10.一种钠离子电池，包括正极片和负极片，其特征在于：所述负极片为权利要求1-9任一项所述钠离子电池负极片。
...【技术特征摘要】
1.一种基于醚类电解液的钠离子电池负极片，包括负极活性材料层，其特征在于：所述负极活性材料层的表面设置有预置sei膜，该预置sei膜层通过预钠化试剂与氟代碳酸乙烯酯采用化学法原位聚合制备吸附在负极活性材料层上，所述钠离子电池的负极活性材料为硬碳。
2.根据权利要求1所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：所述预钠化试剂为多环芳烃钠，该多环芳烃钠由多环芳烃和等摩尔量的金属钠加入到醚类溶剂中搅拌溶解制得。
3.根据权利要求2所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：所述氟代碳酸乙烯酯添加由辅助成膜溶剂，该辅助成膜溶剂为碳酸亚乙烯酯、1，3-丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸二甲酯中的一种或两种以上。
4. 根据权利要求3所述的基于醚类电解液的钠离子电池负极片，其特征在于：该多环芳烃为萘、联苯、蒽、菲和/或芘中的一种或二种以上；所述醚类溶剂为n ,n-二甲基甲酰胺、乙醚、二甲亚砜、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和/或乙腈中的一种或二种以上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹余良，张世豪，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：深圳珈钠能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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