用于鈉離子電池的電解液及鈉離子電池制造技術(shù)

本申請公開了一種用于鈉離子電池的電解液及鈉離子電池。電解液包括非水有機(jī)溶劑、鈉鹽以及添加劑。所述非水有機(jī)溶劑包括環(huán)狀碳酸酯類化合物和鏈狀碳酸酯類化合物；所述添加劑包括第一添加劑，所述第一添加劑包括氟化鈉、碳酸鈉和氧化鈉。本申請的電解液能夠提升鈉離子電池的循環(huán)性能、降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于鈉離子電池的電解液及鈉離子電池


[0001]本申請涉及電池
，具體涉及一種用于鈉離子電池的電解液及鈉離子電池。

技術(shù)介紹

[0002]與鋰相比，自然界中鈉的儲量更為豐富、價格也更低廉，因此，鈉離子電池具有廣闊的應(yīng)用前景，有望與鋰離子電池形成互補(bǔ)和有效替代。但是，現(xiàn)階段鈉離子電池的循環(huán)性能，特別是高溫下的循環(huán)性能較差，且在高溫下還容易產(chǎn)氣。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0003]本申請?zhí)峁┝艘环N用于鈉離子電池的電解液及鈉離子電池，其能夠提升鈉離子電池的循環(huán)性能，降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。
[0004]第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N用于鈉離子電池的電解液，包括非水有機(jī)溶劑、鈉鹽以及添加劑，所述非水有機(jī)溶劑包括環(huán)狀碳酸酯類化合物和鏈狀碳酸酯類化合物；所述添加劑包括第一添加劑，所述第一添加劑包括氟化鈉、碳酸鈉和氧化鈉。
[0005]通過在電解液中同時加入氟化鈉、碳酸鈉和氧化鈉，能夠增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，由此可以減少電解液和鈉離子的消耗，提升鈉離子電池的循環(huán)性能，特別是高溫下的循環(huán)性能，還可以降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。
[0006]在一些實施例中，以所述電解液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述第一添加劑的質(zhì)量含量為0.042
?
84ppm。
[0007]在一些實施例中，以所述電解液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述氟化鈉的質(zhì)量含量為0.01
?
25ppm。
[0008]在一些實施例中，以所述電解液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述碳酸鈉的質(zhì)量含量為0.01
?
40ppm。
[0009]在一些實施例中，以所述電解液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述氧化鈉的質(zhì)量含量為0.01
?
25ppm。
[0010]當(dāng)?shù)谝惶砑觿┑馁|(zhì)量含量在上述范圍內(nèi)時，可以進(jìn)一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，從而可以進(jìn)一步減少電解液和鈉離子的消耗，進(jìn)而可以進(jìn)一步提升鈉離子電池的循環(huán)性能，特別是高溫下的循環(huán)性能，還可以進(jìn)一步降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。
[0011]在一些實施例中，以所述電解液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述氟化鈉、所述碳酸鈉和所述氧化鈉的質(zhì)量比為（0.6
?
7.1）:（1
?
17.1）:1。
[0012]通過調(diào)節(jié)氟化鈉、碳酸鈉和氧化鈉的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)，可以進(jìn)一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，從而可以進(jìn)一步減少電解液和鈉離子的消耗，進(jìn)而可以進(jìn)一步提升鈉離子電池的循環(huán)性能，特別是高溫下的循環(huán)性能，還可以進(jìn)一步降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。
[0013]在一些實施例中，所述氟化鈉和所述碳酸鈉的質(zhì)量比為（0.3
?
2.0）:1。
[0014]當(dāng)電解液中氟化鈉和碳酸鈉的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)時，能夠減少SEI膜中NaF的溶解，由此可以進(jìn)一步提升SEI膜的穩(wěn)定性，從而可以進(jìn)一步提升鈉離子電池的循環(huán)性能，特別是高溫下的循環(huán)性能，還可以進(jìn)一步降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。
[0015]在一些實施例中，所述添加劑還包括第二添加劑，所述第二添加劑包括碳酸亞乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）、1,3
?
丙烯磺酸內(nèi)酯（PST）中的一種或多種。
[0016]通過將第一添加劑和第二添加劑組合使用，可以進(jìn)一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，由此可以進(jìn)一步減少電解液和鈉離子的消耗，從而可以進(jìn)一步提升鈉離子電池的循環(huán)性能，特別是高溫下的循環(huán)性能，還可以進(jìn)一步降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。
[0017]在一些實施例中，所述第二添加劑在所述電解液中的質(zhì)量含量為0.5%
?
5%。
[0018]當(dāng)電解液中第二添加劑的質(zhì)量含量在上述范圍內(nèi)時，可以使電解液具有更好的高溫穩(wěn)定性，還可以在負(fù)極形成更加致密且均一的SEI膜，從而可以更好地改善鈉離子電池的高溫性能。
[0019]在一些實施例中，所述第二添加劑包括碳酸亞乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）和1,3
?
丙烯磺酸內(nèi)酯，并且所述碳酸亞乙烯酯、所述氟代碳酸乙烯酯、所述硫酸乙烯酯和所述1,3
?
丙烯磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量比為（0.5
?
3）:（0.2
?
1）:（0.2
?
1）:1。
[0020]當(dāng)電解液中第二添加劑包括以上組分時，能夠進(jìn)一步提升鈉離子電池高溫下的穩(wěn)定性。
[0021]當(dāng)?shù)诙砑觿┰谏鲜龇秶鷥?nèi)時，VC可以優(yōu)先在負(fù)極表面形成NaF及Na2CO3，由此可以和第一添加劑協(xié)同作用，提升SEI膜的成膜速度與均勻性。
[0022]在一些實施例中，所述第一添加劑與所述第二添加劑的質(zhì)量比為（1.2
×
10
?6??1×
10
?2）:1。
[0023]在一些實施例中，所述第一添加劑與所述第二添加劑的質(zhì)量比為（6.2
×
10
?6??
6.2
×
10
?4）:1。
[0024]當(dāng)電解液中第一添加劑與第二添加劑的配質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)時，通過第一添加劑與第二添加劑的協(xié)同配合，可以在負(fù)極表面快速生成致密且均一的SEI膜，由此可以減少鈉離子電池使用過程中SEI膜溶解破損，從而可以進(jìn)一步提升鈉離子電池的循環(huán)性能，特別是高溫下的循環(huán)性能，還可以進(jìn)一步降低鈉離子電池的產(chǎn)氣量。
[0025]在一些實施例中，所述環(huán)狀碳酸酯類化合物和所述鏈狀碳酸酯類化合物的質(zhì)量比為（0.2
?
0.7）:1。
[0026]通過調(diào)節(jié)環(huán)狀碳酸酯類化合物和鏈狀碳酸酯類化合物的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)，可以使電解液具有高離子電導(dǎo)率，從而有助于提升鈉離子電池的循環(huán)性能和/或倍率性能。
[0027]在一些實施例中，所述鈉鹽包括NaPF6、二氟草酸硼酸鈉（NaODFB）、NaClO4、NaBF4、NaAsF6、NaSO3CF3、Na[(FSO2)2N]、Na[(CF3SO2)2N]中的一種或多種。
[0028]在一些實施例中，所述鈉鹽在所述電解液中的摩爾濃度為0.6
?
1.2mol/L。
[0029]在一些實施例中，所述鈉鹽包括NaPF6和二氟草酸硼酸鈉（NaODFB）。
[0030]將NaPF6和NaODFB組合使用，可以減少NaPF6的分解，提升電解液高溫下的耐水解性
和穩(wěn)定性，從而可以提升鈉離子電池在高溫下循環(huán)穩(wěn)定性。
[0031]在一些實施例中，NaPF6和NaODFB的摩爾比為（10
?
50）:1。
[0032]當(dāng)NaPF6和NaODFB的摩爾濃度在上述范圍內(nèi)時，可以使得鈉鹽在非水有機(jī)溶劑中獲得較高的解離度，有利于鈉鹽的解離；還可以提升電解液高溫下的耐水解性和穩(wěn)定性，從而可以提升鈉離子電池在高溫下循環(huán)穩(wěn)定性。
[00本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于鈉離子電池的電解液，包括非水有機(jī)溶劑、鈉鹽和添加劑，其特征在于，所述非水有機(jī)溶劑包括環(huán)狀碳酸酯類化合物和鏈狀碳酸酯類化合物；所述添加劑包括第一添加劑，所述第一添加劑包括氟化鈉、碳酸鈉和氧化鈉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，以所述電解液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述第一添加劑的質(zhì)量含量為0.042
?
84ppm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解液，其特征在于，以所述電解液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述氟化鈉的質(zhì)量含量為0.01
?
25ppm；和/或，所述碳酸鈉的質(zhì)量含量為0.01
?
40ppm；和/或，所述氧化鈉的質(zhì)量含量為0.01
?
25ppm。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電解液，其特征在于，所述第一添加劑滿足如下條件（1）至（2）中的至少一者：（1）所述氟化鈉、所述碳酸鈉和所述氧化鈉的質(zhì)量比為（0.6
?
7.1）:（1
?
17.1）:1；（2）所述氟化鈉和所述碳酸鈉的質(zhì)量比為（0.3
?
2.0）:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述添加劑還包括第二添加劑，所述第二添加劑包括碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、1,3
?
丙烯磺酸內(nèi)酯中的一種或多種；和/或，以所述電解液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述第二添加劑在所述電解液中的質(zhì)量含量為0.5%
?
5%。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解液，其特征在于，所述第二添加劑包括碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和1,3
?
丙烯磺酸內(nèi)酯，并且所述碳酸亞...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳雷，李哲，湯蔥蔥，刁繼波，范敏，王雪揚(yáng)，
申請(專利權(quán))人：江蘇眾鈉能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：