本發(fā)明涉及鈉離子電池，尤其涉及一種鈉離子電池非水電解液。

背景技術(shù)：

1、?鈉離子電池（sib）由于鈉儲(chǔ)量豐富，鈉是地殼中含量較高的幾種元素之一，比鋰豐度高?2-3?個(gè)數(shù)量級(jí)，被認(rèn)為是后鋰時(shí)代最有前途的電池技術(shù)。鈉離子電池與鋰離子電池皆采用“搖椅式”充放電工作原理。鈉的化學(xué)性質(zhì)和鋰接近，雖然相較于鋰離子電池來說，鈉荷質(zhì)比、比容量、容量密度低于鋰，使得鈉離子電池的能量密度上限不及鋰離子電池。但鈉離子電池具有幾大優(yōu)點(diǎn)：（1）明顯成本優(yōu)勢(shì)，材料總成本比鋰電池低?30%~40%。鈉離子電池中正極材料幾乎擺脫了豐度較低、價(jià)格昂貴的?co、ni元素的依賴，且選擇范圍更廣。目前已經(jīng)公布了上百種鈉離子電池正極材料，常用的?fe、mn、al?元素在地殼中儲(chǔ)量豐富，每年礦產(chǎn)量可觀，其中潛力巨大的鈉銅鐵錳三元材料的成本僅為磷酸鐵鋰的?1/2?左右，使得鈉離子電池的成本具備顯著競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；（2）鈉電池在負(fù)極材料上以煤基碳作為負(fù)極，無需負(fù)極石墨化環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)鋰離子電池石墨負(fù)極相比，成本不到其?1/10。（3）鈉電池集流體可用廉價(jià)鋁箔代替。由于鈉離子和鋁在低電位下不會(huì)發(fā)生合金化反應(yīng)，使得鈉離子正極集流體可用更為廉價(jià)的鋁箔替代傳統(tǒng)鋰離子電池中昂貴的銅箔集流體，進(jìn)一步降低電池成本；同時(shí)，鋁金屬的密度低于銅，重量比銅箔低了?1/10。

2、鈉離子電池性能與鋰離子電池互補(bǔ)，有望在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)磷酸鐵鋰等鋰離子電池的替代。當(dāng)前鈉離子電池的能量密度和循環(huán)壽命雖不及鋰離子電池，但其較好的性價(jià)比、倍率性能、低溫性能及更加穩(wěn)定的電化學(xué)性能，決定了其在儲(chǔ)能、低速車及乘用車細(xì)分賽道具備較好的比較優(yōu)勢(shì)。但是鈉電也存在常規(guī)分容過程有大量氣體產(chǎn)生，以及后續(xù)的循環(huán)過程中，有正極金屬離子的溶出，以及電解液在正極方面氧化等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有的鈉電在分容和循環(huán)過程產(chǎn)生大量氣體，電解液在正極方面氧化的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鈉離子電池非水電解液解決上述問題，且解決目前鋰電池成本高的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種鈉離子電池非水電解液，由下述重量份數(shù)的組分組成：有機(jī)溶劑70~85份、電解質(zhì)10~20份、第一成膜添加劑0.5-5份、第二成膜添加劑0.5-5份；

3、所述有機(jī)溶劑選自環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯和鏈狀醚中的兩種以上；

4、所述第一成膜添加劑選自?1,3-丙烯磺酸內(nèi)酯、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯、甲烷二磺酸亞甲酯、1,4-丁烷磺酸內(nèi)酯中的任一種或幾種；

5、所述第二成膜添加劑選自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、硫酸乙烯酯、硫酸亞乙烯酯、亞硫酸亞乙酯的任一種或幾種；

6、所述電解質(zhì)由六氟磷酸鈉、雙草酸硼酸鈉、雙氟磺酰亞胺鈉、四氟硼酸鈉按重量比(14-24)︰(0-1)︰(0-1)︰(0-1)組成。

7、優(yōu)選的，所述電解液由下述重量份數(shù)的組分組成：有機(jī)溶劑80~85份、電解質(zhì)14~18份、第一成膜添加劑0.5-3份、第二成膜添加劑1-5份。

8、優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、乙二醇二乙醚中的兩種以上。

9、?進(jìn)一步優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑由碳酸二甲酯、碳酸乙烯醋、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯按重量比?(30-50):(10~20)?:(10~20):(5~40)組成。

10、本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果：通過在電解質(zhì)六氟磷酸鈉中添加雙草酸硼酸鈉、雙氟磺酰亞胺鈉、四氟硼酸鈉可以進(jìn)一步提升電解液的離子電導(dǎo)率和鈉離子遷移數(shù)，增強(qiáng)電解液離子能力，提高電池循環(huán)。通過添加第一成膜添加劑、第二成膜添加劑可以在促進(jìn)聚碳酸酯類化合物（sei膜成分）的形成，并減小負(fù)極表面sei膜的阻抗，并且有助于改善電池低溫性能，還可以抑制高溫循環(huán)過程中可能發(fā)生的正極表面的分解，并防止電解質(zhì)溶液的氧化反應(yīng)，從而改善高溫存儲(chǔ)后輸出特性及溶脹特性等，改善循環(huán)性能。本發(fā)明的非水電解液可以更有效的延長(zhǎng)鈉電池的使用壽命，更好的在儲(chǔ)能、低速車及乘用車領(lǐng)域應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種鈉離子電池非水電解液，其特征在于由下述重量份數(shù)的組分組成：有機(jī)溶劑70~85份、電解質(zhì)10~20份、第一成膜添加劑0.5-5份、第二成膜添加劑0.5-5份；

2.如權(quán)利要求1所述鈉離子電池非水電解液，其特征在于，所述電解液由下述重量份數(shù)的組分組成：有機(jī)溶劑80~85份、電解質(zhì)14~18份、第一成膜添加劑0.5-3份、第二成膜添加劑1-5份。

3.如權(quán)利要求1所述鈉離子電池非水電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯醋、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、乙二醇二乙醚中的兩種以上。

4.如權(quán)利要求3所述鈉離子電池非水電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑由碳酸二甲酯、碳酸乙烯醋、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯按重量比?(30-50):(10~20)?:(10~20):(5~40)組成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種鈉離子電池非水電解液，由下述重量份數(shù)的組分組成：有機(jī)溶劑70~85份、電解質(zhì)10~20份、第一成膜添加劑0.5?5份、第二成膜添加劑0.5?5份；所述第一成膜添加劑選自1,3?丙烯磺酸內(nèi)酯、1,3?丙烷磺酸內(nèi)酯、甲烷二磺酸亞甲酯、1,4?丁烷磺酸內(nèi)酯中的任一種或幾種；所述第二成膜添加劑選自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、硫酸乙烯酯、硫酸亞乙烯酯、亞硫酸亞乙酯的任一種或幾種；所述電解質(zhì)由六氟磷酸鈉、雙草酸硼酸鈉、雙氟磺酰亞胺鈉、四氟硼酸鈉按重量比(14?24)︰(0?1)︰(0?1)︰(0?1)組成。通過添加第一成膜添加劑、第二成膜添加劑有助于電池成膜，改善循環(huán)性能，可以更有效的延長(zhǎng)鈉電池的使用壽命，更好的在儲(chǔ)能、低速車及乘用車領(lǐng)域應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：孟小平,程樹國(guó),郭慧芳,王福芳,劉思遠(yuǎn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新鄉(xiāng)華銳鋰電新能源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2