[发明专利]一种钠离子电池电解液及其在钠离子电池中的应用

说明书

本申请公开了一种钠离子电池电解液，属于钠离子电池技术领域。所述电解液包括钠盐、有机溶剂和添加剂，所述电解液中添加剂的质量浓度为0.5wt％～3wt％，所述添加剂包括聚醚类化合物。通过添加聚醚类化合物作为添加剂，使所形成的SEI膜更加致密，有效提升SEI膜的稳定性，保护电极材料，防止电极材料在充放电的过程中发生“崩塌”，大大提升钠离子电池的循环寿命。

技术领域

本申请涉及一种钠离子电池电解液及其在钠离子电池中的应用，属于钠离子电池技术领域。

背景技术

近年来，中国新能源汽车产销量持续增长，稳居世界首位，市场对高能量、长循环、高安全、低成本电池需要越来越大。然而，传统铅酸电池、镍镉电池能效较低且污染严重，锂离子电池成本高且安全性有待提升，均已难以满足市场需求。锂元素和钠元素在元素周期表中处于同一主族且位置相邻，具有非常相似的物理和化学性质；同时，钠离子电池具有高安全、低成本、环境友好等优点，深受研究学者们的青睐。

正负极材料、电解液和隔膜是组成钠离子电池的重要组成部分，其中，电解液起着传输离子的作用。由于电解液会在正负极界面形成钝化膜(SEI膜)，SEI膜的形成有效分离了电解液与电极的直接接触，使电解液不会继续在电极界面氧化还原分解，阻止过多的正负极材料及电解液消耗；SEI膜越薄且越致密稳定，越能够大大提升电池的循环寿命，降低电池的内阻，故而电解液的好坏直接影响电池的性能。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种钠离子电池电解液及其在钠离子电池中的应用，通过添加聚醚类化合物作为添加剂，使所形成的SEI膜更加致密，有效提升SEI膜的稳定性，保护电极材料，防止电极材料在充放电的过程中发生“崩塌”，大大提升钠离子电池的循环寿命。

根据本申请的一个方面，提供了一种钠离子电池电解液，其包括钠盐、有机溶剂和添加剂，所述电解液中添加剂的质量浓度为0.5wt％～3wt％，所述添加剂包括聚醚类化合物；

所述聚醚类化合物选自具有式Ⅰ所示化合物中的至少一种：

式Ⅰ中，R1、R2、R3独立的选自氢原子和C1～C4烷烃基中的一种，R₄、R₅独立的选自C1-C4烷烃基中的一种，n选自1～100的整数,优选为12～20，更优选为15。

优选的，所述电解液中添加剂的质量浓度为0.8wt％-2wt％；更优选为1wt％。

可选地，所述聚醚类化合物选自烯丙醇聚氧烷基醚、丙二醇聚氧丙烯醚和甘油聚氧丙烯醚中的至少一种。优选地，所述聚醚类化合物选自丙二醇聚氧丙烯醚。该类聚醚类化合物电池的正负极兼容性很好，在电池负极表面形成的SEI膜的主要成分为RCH₂ONa、Na₂CO₃，其中RCH₂ONa有利于钠离子在SEI膜中的扩散，且RCH₂ONa主要富集在SEI膜的表面层，随着SEI膜深度的增加，无机组分的含量逐渐增多，即SEI膜内层主要以无机组分为主，因此SEI膜更加均匀、致密且稳定。

可选地，所述添加剂还包括硫酸酯类化合物，所述硫酸酯类化合物和聚醚类化合物的质量比为0.2～3；优选为0.5～2：1；更优选为1：1。

可选地，硫酸酯类化合物选自具有式Ⅱ和式Ⅲ所示化合物中的至少一种：

其中，R₆选自氢原子和C1～C12直链烷基中的一种，R₇、R₈、R₉、R₁₀独立的选自氢原子、具有或不具有取代基的C1～C10烷烃基中的一种，其中，所述取代基为卤素原子或羟基。