一种电解液和钠离子电池的制作方法

本发明涉及一种电解液，尤其涉及一种电解液和钠离子电池，属于钠离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池由于具有较高的能量密度以及循环性能，在消费电子产品、电动汽车、储能等领域广泛应用，但锂盐价格的上涨导致锂资源限制了锂离子电池的发展。钠是与锂处于同一主族的元素，具有与锂非常相似的物理和化学性质，而且钠在地球上的丰度比锂高，成本低，所以发展钠离子电池作为大规模储能设备成为一个比较好的选择。时至今日，钠离子电池的相关技术研究已经在学术和工业领域引起了广泛的关注。

2、然而，钠离子电池在实际应用中还存在一些问题和挑战，如低循环寿命、低倍率性能等。因此，提高钠离子电池的性能显得尤为重要。钠离子电池体系下，电解液中的碳酸亚乙烯酯，对电池的首次库伦效率、1c容量以及初始dcr有一定程度的改善作用，但是却会带来低温下循环性能劣化，以及倍率差的问题。

3、基于上述不足，开发一种显著改善钠离子电池电性能的电解液十分必要。

技术实现思路

1、本发明提供一种电解液，该电解液使电池具有优异的低温循环性能、倍率性能和首次库伦效率。

2、本发明提供一种钠离子电池，该电池包括上述电解液，具有低温循环寿命长、倍率性能高和首次库伦效率高等优势。

3、本发明提供一种电解液，包括钠盐主盐、钠盐辅盐、有机溶剂和第一添加剂；所述钠盐辅盐包括二氟磷酸钠；所述第一添加剂包括碳酸亚乙烯酯；

4、其中所述钠盐辅盐在所述电解液中的质量百分含量为0.01％～1％；所述碳酸亚乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为0.5％～3％。

5、如上所述，其中，所述钠盐主盐包括六氟磷酸钠和双氟磺酰亚胺钠。

6、如上所述，其中，所述六氟磷酸钠在所述电解液中的质量百分含量为2％～15％；和/或，

7、所述双氟磺酰亚胺钠在所述电解液中的质量百分含量为1％～12％。

8、如上所述，其中，所述有机溶剂包括碳酸酯、氟代碳酸酯、羧酸酯、氟代羧酸酯、醚和氟代醚中的至少一种。

9、如上所述，其中，所述有机溶剂在所述电解液中的质量百分含量为10％～90％。

10、如上所述，其中，在0℃下，所述电解液的粘度为7～12mpa·s，离子电导率为4～7ms/cm；在-40～45℃下，所述电解液的浊度不高于5ntu。

11、如上所述，其中，还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯和硫酸乙烯酯中的至少一种；所述第二添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～3％。

12、如上所述，其中，还包括第三添加剂，所述第三添加剂包括硅烷磷酸酯类添加剂，所述硅烷磷酸酯类添加剂包括三(三甲基硅烷)磷酸酯和/或三(乙烯基-二甲基硅烷)磷酸酯；所述第三添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～2％。

13、本发明还包括一种如上所述电解液的电池。

14、如上所述，其中，所述钠离子电池中正极片的正极活性材料为三元层状钠基材料。

15、本发明提供的电解液限定了电解液中钠盐辅盐与第一添加剂的选择，同时限定了钠盐辅盐与第一添加剂各自的质量百分含量，使电池负极表面形成了稳定性高且带有特定含量的钠离子和磷元素的sei膜，从而提升钠离子的迁移率和减少电解液中的活性位点自由基，同时使电解液的粘度得到优化，改善钠离子在电池负极中的吸附分离，进而提高电池的低温循环性能、倍率性能和首次库伦效率。

16、本发明的钠离子电池是基于如上所述的电解液制备而成，该电池经历化成阶段后形成的sei膜稳定性高且阻抗低，使得电池具有优异的低温循环性能、倍率性能和首次库伦效率。

技术特征：

1.一种电解液，其特征在于，包括钠盐主盐、钠盐辅盐、有机溶剂和第一添加剂；所述钠盐辅盐包括二氟磷酸钠；所述第一添加剂包括碳酸亚乙烯酯；

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述钠盐主盐包括六氟磷酸钠和双氟磺酰亚胺钠。

3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述六氟磷酸钠在所述电解液中的质量百分含量为2％～15％；和/或，

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸酯、氟代碳酸酯、羧酸酯、氟代羧酸酯、醚和氟代醚中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂在所述电解液中的质量百分含量为10％～90％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电解液，其特征在于，在0℃下，所述电解液的粘度为7～12mpa·s，离子电导率为4～7ms/cm；在-40～45℃下，所述电解液的浊度不高于5ntu。

7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯和硫酸乙烯酯中的至少一种；所述第二添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～3％。

8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，还包括第三添加剂，所述第三添加剂包括硅烷磷酸酯类添加剂，所述硅烷磷酸酯类添加剂包括三(三甲基硅烷)磷酸酯和/或三(乙烯基-二甲基硅烷)磷酸酯；所述第三添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～2％。

9.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电解液。

10.根据权利要求9所述的钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池中正极片的正极活性材料为三元层状钠基材料。

技术总结
本发明包括一种电解液和钠离子电池，该电解液包括钠盐主盐、钠盐辅盐、有机溶剂和添加剂；所述钠盐辅盐包括二氟磷酸钠；所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯；其中所述钠盐辅盐在所述电解液中的质量百分含量为0.01％～1％；所述碳酸亚乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为0.5％～3％。本发明提供的电解液使电池呈现优异的低温循环性能、倍率性能和首次库伦效率。

技术研发人员：范超君,谢启星,范伟贞,史利涛
受保护的技术使用者：广州天赐高新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22