本技術(shù)涉及二次電池，尤其涉及一種電解液、鈉二次電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，二次電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng)，以及電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、軍事裝備、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。

2、電解液的性能對(duì)二次電池的性能有關(guān)鍵性影響。目前，電解液存在諸多缺陷，無法滿足新一代電化學(xué)體系的應(yīng)用需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本技術(shù)提供一種電解液，旨在提升電解液的低溫離子電導(dǎo)率、以及其電池的低溫循環(huán)性能和低溫庫倫效率。

2、本技術(shù)的第一方面，提供了一種用于鈉二次電池的電解液，包括第一鈉鹽和第一溶劑，所述第一鈉鹽包括三氟甲磺酸鈉，所述第一溶劑具有式i所示的結(jié)構(gòu)，

3、

4、式中，r1、r2各自獨(dú)立的包括ch2或ch2ch2，n＝1、2、3或4；

5、其中，所述第一鈉鹽與所述第一溶劑的質(zhì)量比值為0.01～0.4。

6、第一溶劑中的乙基氧可與三氟甲磺酸鈉中的鈉離子進(jìn)行配位，一方面，控制第一溶劑中相鄰兩個(gè)氧之間的碳個(gè)數(shù)和重復(fù)結(jié)構(gòu)單元n的數(shù)量，有利于第一溶劑與三氟甲磺酸鈉中的鈉離子螯合配位形成較為穩(wěn)定五元環(huán)或六元環(huán)的溶劑化結(jié)構(gòu)，以使三氟甲磺酸鈉低溫下在包括式i所示結(jié)構(gòu)的第一溶劑中具有較高的溶解度，可使電解液具有優(yōu)異的低溫離子電導(dǎo)率，同時(shí)控制重復(fù)結(jié)構(gòu)單元n的數(shù)量以使電解液具有合適的粘度，進(jìn)而兼顧電解液的低溫離子電導(dǎo)率和電解液與正負(fù)極極片之間的兼容性，從而使電池具有優(yōu)異的低溫循環(huán)性能和低溫庫倫效率，另一方面，控制第一鈉鹽和第一溶劑的質(zhì)量比在合適的范圍內(nèi)，即可提供足夠多的第一溶劑以使第一鈉鹽完全溶解，又可滿足第一鈉鹽的濃度需求以使電解液具有優(yōu)異的離子電導(dǎo)率，提升電池的低溫循環(huán)性能和低溫庫倫效率。另外，在低溫下，由于三氟甲磺酸鈉在具有式i所示結(jié)構(gòu)的第一溶劑中均具有較高的溶解度，因此，其電解液體系在0℃低溫降低至-30℃低溫情況下仍能夠保持優(yōu)異的循環(huán)性能。

7、在任意實(shí)施方式中，所述電解液還包括第二鈉鹽，所述第二鈉鹽包括雙(氟磺酰)亞胺鈉、六氟磷酸鈉、四氟硼酸鈉、六氟砷酸鈉、四苯硼鈉中的一種或多種，可選地包括六氟磷酸鈉、四氟硼酸鈉、六氟砷酸鈉、四苯硼鈉中的一種或多種。

8、電解液中引入第二鈉鹽，有利于提升電池的常溫循環(huán)性能。

9、在任意實(shí)施方式中，基于所述電解液的總質(zhì)量計(jì)，所述第一鈉鹽的質(zhì)量含量為0.6％～24％，可選為2％～12％；和/或

10、基于所述電解液的總質(zhì)量計(jì)，所述第二鈉鹽的質(zhì)量含量為3％～40％，可選為8％～20％。

11、控制第一鈉鹽的質(zhì)量含量在合適的范圍內(nèi)，既能提供足夠多的第一鈉鹽溶解在第一溶劑中，以使電解液具有優(yōu)異的低溫離子電導(dǎo)率、其電池具有優(yōu)異的低溫循環(huán)性能和低溫庫倫效率；又能控制第一鈉鹽與負(fù)極極片之間發(fā)生界面副反應(yīng)的程度?？刂频诙c鹽的質(zhì)量含量在合適的范圍內(nèi)，既能提供足夠多的第二鈉鹽以使電池具有優(yōu)異的常溫循環(huán)性能，又能一定程度上改善電池的低溫循環(huán)性能。

12、在任意實(shí)施方式中，所述第一溶劑包括二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一種或多種，可選地包括二乙二醇二甲醚。

13、第一鈉鹽在上述第一溶劑中均具有較高的低溫溶解度，以使電解液具有優(yōu)異的離子電導(dǎo)率。

14、在任意實(shí)施方式中，所述第一鈉鹽與所述第一溶劑的質(zhì)量比值為0.05～0.2。

15、進(jìn)一步控制第一鈉鹽和第一溶劑的質(zhì)量比值為0.05～0.2，可兼顧電解液的低溫離子電導(dǎo)率、其電池的低溫循環(huán)性能和低溫庫倫效率。

16、在任意實(shí)施方式中，基于所述電解液的總質(zhì)量計(jì)，所述第一溶劑的質(zhì)量含量不低于20％，可選為40％～80％。

17、控制第一溶劑的質(zhì)量含量在合適的范圍，可提供足夠多的第一溶劑以使第一鈉鹽完全溶解，以使電解液具有優(yōu)異的低溫離子電導(dǎo)率，改善電池的低溫循環(huán)性能和低溫庫倫效率。

18、在任意實(shí)施方式中，所述電解液還包括第二溶劑，所述第二溶劑的凝固點(diǎn)小于所述第一溶劑的凝固點(diǎn)，可選地，所述第二溶劑的凝固點(diǎn)低于-65℃。

19、電解液中引入低于第一溶劑凝固點(diǎn)的第二溶劑，有利于進(jìn)一步降低電解液的凝固點(diǎn)，從而極大的提升電解液在低溫下的離子電導(dǎo)率，提升電池的低溫循環(huán)性能。

20、在任意實(shí)施方式中，所述第二溶劑包括環(huán)狀醚類溶劑，所述環(huán)狀醚類溶劑包括1,3-二氧戊環(huán)、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃、甲基四氫呋喃中的一種或多種，可選地包括1,3-二氧戊環(huán)；和/或

21、基于所述電解液的總質(zhì)量計(jì)，所述第二溶劑的質(zhì)量含量不低于10％，可選為20％～70％。

22、控制第二溶劑的質(zhì)量含量在合適的范圍內(nèi)，有效地改善電解液在低溫下的離子電導(dǎo)率，提升電池的低溫循環(huán)性能。

23、在任意實(shí)施方式中，所述電解液還包括第三溶劑，所述第三溶劑與所述第一鈉鹽中陰離子之間的結(jié)合力大于所述第一溶劑與所述第一鈉鹽中陰離子之間的結(jié)合力。

24、由于三氟甲磺酸鈉中陰離子對(duì)第一溶劑與鈉離子配位后的溶劑化結(jié)構(gòu)的外層弱配位結(jié)構(gòu)的極化作用較強(qiáng)，使得第一溶劑分子容易在正極極片表面發(fā)生氧化，造成電池在低溫下發(fā)生電池過充現(xiàn)象，而第三溶劑的引入可改變第一溶劑與三氟甲磺酸鈉之間的溶劑化結(jié)構(gòu)，由于第三溶劑與三氟甲磺酸鈉中陰離子之間的結(jié)合力強(qiáng)于第一溶劑與三氟甲磺酸鈉中陰離子之間的結(jié)合力，降低了三氟甲磺酸鈉中陰離子對(duì)第一溶劑與鈉離子配位后的溶劑化結(jié)構(gòu)的外層弱配位結(jié)構(gòu)的極化作用，故可降低第一溶劑分子在正極極片表面發(fā)生氧化反應(yīng)的程度，且第三溶劑抗氧化更強(qiáng)，進(jìn)而有效地抑制電池過充，提升電池在低溫下的庫倫效率。

25、在任意實(shí)施方式中，所述第三溶劑包括乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、丙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚中的一種或多種，可選地包括乙二醇二乙醚、二乙二醇二乙醚中的一種或多種；和/或

26、基于所述電解液的總質(zhì)量計(jì)，所述第三溶劑的質(zhì)量含量不低于10％，可選為15％～40％。

27、上述第三溶劑均可有效地降低第一溶劑分子在正極極片表面發(fā)生氧化反應(yīng)的程度，例如乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚或二乙二醇二乙醚由于乙基或丙基的存在可增加端基c上α氫的空間位阻，或者丙二醇二甲醚形成六元環(huán)結(jié)構(gòu)改變配位結(jié)構(gòu)，均可減弱三氟甲磺酸鈉中陰離子對(duì)第一溶劑與鈉離子配位后的溶劑化結(jié)構(gòu)的外層弱配位結(jié)構(gòu)的極化作用，降低第一溶劑分子在正極極片表面發(fā)生氧化反應(yīng)的程度，且第三溶劑抗氧化更強(qiáng)，進(jìn)而有效地抑制電池過充，提升電池在低溫下的庫倫效率?？刂频谌軇┑馁|(zhì)量含量在合適的范圍，能有效地提升電池的低溫庫倫效率。

28、本技術(shù)的第二方面提供一種鈉二次電池，包括本技術(shù)的第一方面的電解液。

29、在任意實(shí)施方式中，所述鈉二次電池為無負(fù)極鈉二次電池。

30、無負(fù)極鈉二次電池具有高能量密度。

31、在任意實(shí)施方式中，所述鈉二次電池包括負(fù)極極片，所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體及形成于所述負(fù)極集流體的至少部分表面上的底涂層。

32、在任意實(shí)施方式中，所述底涂層包括導(dǎo)電碳涂層，所述導(dǎo)電涂層包括單壁碳納米管、多壁碳納米管、硬碳、super?p、石墨、石墨烯、銀復(fù)合碳納米顆粒、錫復(fù)合碳納米顆粒中的一種或多種，可選地包括單壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或多種。

33、上述底涂層不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，還有利于金屬離子在集流體表面的均勻沉積，提升電池的循環(huán)性能和庫倫效率。

34、在任意實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電碳涂層的面密度為5g/m2～50g/m2。

35、面密度為5g/m2～50g/m2的底涂層有利于成核位點(diǎn)的均勻分布，促進(jìn)金屬的均勻沉積，同時(shí)也不影響電子的傳輸行為。

36、本技術(shù)的第三方面提供一種用電裝置，包括本技術(shù)的第二方面的鈉二次電池。