[发明专利]一种兼具低阻抗和长循环性能的非水电解液及钠离子电池

说明书

本发明公开了一种兼具低阻抗和长循环性能的非水电解液，包含钠盐、非水溶剂以及添加剂；其中，所述添加剂包括二氟磷酸钠、磷酸酯类化合物以及氟碳化合物。本发明还公开了包括所述非水电解液的钠离子电池。本发明的非水电解液，通过磷酸酯化合物、氟碳化合物以及二氟磷酸钠的组合使用，能够降低阻抗，提高钠离子电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及电解液技术领域，具体涉及一种兼具低阻抗和长循环性能的非水电解液及钠离子电池。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、比容量大、循环寿命长、无记忆效应及环境友好等优点，被广泛应用于数码、储能、动力和军用航天航空等领域。但是锂离子电池成本高、安全性差、高低温性能一般、倍率性能较低；锂资源储量低且分布不均匀。钠资源储量丰富、分布广泛、成本低廉，因此钠离子电池近年来备受关注。

电解液作为电池中离子传输的载体，对电池性能发挥起着至关重要的作用。尤其是作为动力电池使用时，要兼顾低阻抗及长循环性能，以满足动力需要。

公开号为CN103827416A的中国专利中提出了一类电解液，该电解液中以碳酸酯为溶剂，以磷腈化合物、氟化溶剂以及有机磷酸酯或有机嶙酸酯为阻燃共溶剂或添加剂。但是其电解液的放电容量并不理想，且电池循环性能较差。中国专利申请CN106920988A公开了一种钠离子电池电解液及钠离子二次电池，其通过将环状硫酸酯类化合物作为添加剂应用于钠离子电解液中，由该钠离子电池电解液制备得到的钠离子电池具有优异的高温储存性能、高温循环性能和低温放电倍率性能，但是其低温循环性能不佳。

综上，现有的钠离子电池电解液无法满足低阻抗、长循环的需求，因此迫切需要开发出一种兼具低阻抗和长循环性能的钠离子电池非水电解液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种兼具低阻抗和长循环性能的钠离子电池非水电解液。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种兼具低阻抗和长循环性能的非水电解液，包含钠盐、非水溶剂以及添加剂；其中，所述添加剂包括二氟磷酸钠、磷酸酯类化合物以及氟碳化合物。

进一步地，所述磷酸酯类化合物为三(三甲基硅烷)磷酸酯或三(三乙基硅烷)磷酸酯。

进一步地，所述氟碳化合物为氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸亚乙酯或1，2-二氟代碳酸乙烯酯。

进一步地，所述电解液中，二氟磷酸钠的浓度为1～10wt％。

进一步地，所述电解液中，磷酸酯类化合物的浓度为1～5wt％。

进一步地，所述电解液中，氟碳化合物的浓度为0.1～1wt％。

进一步地，所述非水溶剂是由碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯组成的混合溶剂，两者的比例为1：(1～3)。

进一步地，所述钠盐选自氯化钠、氟化钠、硫酸钠、磷酸钠、硝酸钠、六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、高氯酸钠、N-羟基磺酰基琥珀酰亚胺钠中的一种或多种；

所述电解液中，Na⁺的浓度为0.1～1mol/L。

第二方面，本发明提供了一种钠离子电池，包括：正极、负极、位于所述正极和负极之间的隔膜以及第一方面所述的非水电解液；

所述正极包括正极活性材料；所述负极包括负极集流体和设置于所述负极集流体上的负极膜片，所述负极膜片包括负极活性物质、负极导电剂和粘结剂。

进一步地，所述正极活性物质包括层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类化合物、硫化物、氮化物、碳化物、钛酸盐中的一种或多种。