【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，具体涉及一种钠离子电池用阻燃电解液。
技术介绍
1、与锂离子电池相比，钠离子电池有着与其相似的工作原理，且其所用的钠元素在地壳中分布更加广泛，价格也低廉得多，钠的丰富储量和与锂离子电池相似的插入机制使其在大规模应用中成为锂离子电池的理想替代品。
2、然而，钠离子电池相对较低的能量密度仍限制了其进一步的实际应用；同时，钠离子电池的传统电解液在高压下生成的电极/电解液界面不够稳定，严重影响了高压正极材料的进一步研究。此外，随着钠离子电池，在消费电子产品、电动汽车、储能等领域中逐渐扩大的应用，电池的安全性更成为关注的重点。在面临过充、低温及外界碰撞等因素影响时，电池可能面临内部热失控问题，从而导致剧烈的放热，引起燃烧甚至爆炸等严重安全威胁。因此，电解液作为电池的重要组成部分，其阻燃能力也受到了研究者们的广泛关注。当前常用的电解液中含有大量易燃的碳酸酯类有机溶剂(如碳酸丙烯酯，碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯等)。
3、为解决电解液易燃等问题，目前主要的研究方案集中于在电解液中添加阻燃剂以达到阻燃的效果(如磷酸三甲酯、三氟乙烯磷酸酯等)；近年来，使用阻燃剂作为主要溶剂的方案也逐渐被提出。然而，当前报道的阻燃电解液尚未完全满足钠离子电池的使用要求，一方面，阻燃剂往往粘度高、电导率低、且无法形成稳定的电极/电解液界面；另一方面，当前所有的阻燃电解液往往需要与双氟磺酰亚胺钠、双(三氟甲基磺酰基)亚胺钠等昂贵的钠盐组合才能进行正常的充放电，大大提高了钠离子电池的应用成本。
4、因此、寻求一
技术实现思路
1、为了克服以上现有技术存在的缺陷，本专利技术提出一种钠离子电池用阻燃电解液，采用磷酸酯和链状氟代醚作为溶剂，配合添加剂，采用相对廉价的六氟磷酸钠在低盐浓度的条件下形成了具有局部高浓的钠离子电解液，在保证良好的电化学性能与低成本的前提下，解决了现有技术中钠离子电池高压稳定性差与易燃的安全问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种钠离子电池用阻燃电解液，包括钠盐、有机溶剂与添加剂；
4、以有机溶剂总质量为基准，所述添加剂的含量为3wt％～10wt％，所述钠盐在有机溶剂中的浓度为0.5～2mol/l。
5、所述有机溶剂包括：磷酸酯和链状氟代醚；
6、选择上述的钠盐浓度能在保证钠盐完全溶解的前提下降低钠盐用量，从而降低电解液成本。
7、所述钠盐为六氟磷酸钠；
8、所述磷酸酯和链状氟代醚的体积比为1:0～1:4；
9、所述磷酸酯包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯中的一种或多种的组合。
10、所述链状氟代醚为双(2,2,2-三氟乙基)醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚中的一种或多种组合。
11、所述添加剂为二氟草酸硼酸钠或硫酸乙烯酯的一种而非多种组合。
12、所述链状氟代醚作为稀释剂，使得局部高浓电解液中的相对钠盐浓度达2～5mol/l，高盐浓度的电解液促进溶剂化结构的转变，使更多阴离子进入第一溶剂化壳层，在电极表面上生成阴离子诱导的电极/电解液界面，提升钠离子电池的性能。
13、所述钠离子电池用阻燃电解液与na0.95ni0.4fe0.15mn0.3ti0.15o2正极组装半电池，在2～4.2v的电压范围工作时，能够提供＞160ma·h/g的放电比容量，在1c倍率下循环时仍能提供超过130ma·h/g的可逆放电容量，在1c条件循环800圈后仍能提供高达85％的容量保持率。
14、本专利技术的有益效果：
15、本专利技术所述的钠离子电池电解液中，由于添加了磷酸酯阻燃剂作为溶剂，使得电解液具有良好的热稳定性和抗燃性能；
16、同时，由于添加了链状氟化醚作为稀释剂，这类稀释剂具有粘度低、稳定性好、不与钠盐相互作用的特性，使电解液在较少的钠盐用量下便可在内部形成局部高浓形态，在节约钠盐成本的同时，有效降低电解液的粘度，改善电解液的浸润性，并促进电解液的溶剂化结构向阴离子主导转变，形成盐衍生的稳定电极/电解液界面层，该界面层具有高离子传输效率与稳定性，能够有效提升钠离子电池的电化学性能；
17、此外，选用硫酸酯类物质与二氟草酸硼酸钠添加剂，可以进一步促进钠盐中阴离子参与溶剂化结构的络合，加速溶剂化结构中阴离子在循环过程中的分解，进一步促进上述稳定电极/电解液界面层的形成，以减少电解液在后续循环中的持续性分解并阻碍电池体系内的不利副反应，提高钠离子电池的循环稳定性。
18、所以，基于本专利技术所述的电解液组装的钠离子电池，具有高安全性、高容量、宽电化学窗口和优异的循环稳定性。
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1.一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，包括钠盐、有机溶剂与添加剂；
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述钠盐为六氟磷酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述添加剂为二氟草酸硼酸钠或硫酸乙烯酯的一种。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述磷酸酯和链状氟代醚的体积比为1:0～1:4。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述磷酸酯包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述链状氟代醚为双(2,2,2-三氟乙基)醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述链状氟代醚作为稀释剂，使得局部高浓电解液中的相对钠盐浓度达2～5mol/L，高盐浓度的电解液促进溶剂化结构的转变，使更多阴离
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种钠离子电池用阻燃电解液的应用，其特征在于，所述钠离子电池用阻燃电解液与Na0.95Ni0.4Fe0.15Mn0.3Ti0.15O2正极组装半电池，在2～4.2V的电压范围工作时，能够提供＞160mA·h/g的放电比容量，在1C倍率下循环时仍能提供超过130mA·h/g的可逆放电容量，在1C条件循环800圈后提供高达85％的容量保持率。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，包括钠盐、有机溶剂与添加剂；
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述钠盐为六氟磷酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述添加剂为二氟草酸硼酸钠或硫酸乙烯酯的一种。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述磷酸酯和链状氟代醚的体积比为1:0～1:4。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述磷酸酯包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用阻燃电解液，其特征在于，所述链状氟代醚为双(2,2,2-三氟乙基)醚、1,1,2,2-四氟...
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