[发明专利]高温钠离子电池电解液、功能添加剂及钠离子电池

说明书

本发明涉及一种高温钠离子电池电解液、功能添加剂及钠离子电池。高温钠离子电池电解液包括双三氟甲基功能添加剂和钠盐；双三氟甲基功能添加剂为含双三氟甲基化合物的功能添加剂，含双三氟甲基化合物的化学式为其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各选自烷烃基、烷氧基、芳基或杂芳基中的任一种；双三氟甲基功能添加剂与高温钠离子电池电解液中的Na⁺在钠离子电池的正、负极表面形成含F的界面膜；其中，高温的范围为不低于40℃。通过电解液在正、负极表面形成的界面膜，能够有效的改善高温下界面膜中的有机成分的溶解，减少电解液在界面的持续分解，提升电池的高温循环性能。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种高温钠离子电池电解液、功 能添加剂及钠离子电池。

背景技术

随着新能源产业的快速发展，叠加近年来3C、小动力等领域需求也有所 放量，锂电池行业整体对上游资源的需求量也与日俱增，在一定程度上形成 资源挤兑局面，碳酸锂，硫酸钴等多种原材料价格大幅上行，且锂离子的地 壳丰度仅为0.0065％，其中可经济开采的资源量更是有限，高低品质差异较大， 同时还存在严重的分布不均的特点，优质资源多集中在南美、澳洲等地，这 也使得我国作为全球主要的锂资源消耗国，但却高度依赖进口原料供应。

钠离子在地壳丰度达到了2.75％，远高锂离子的0.0065％，且全球分布相 对广泛，这也使得钠离子电池在原料成本方面相对锂离子电池而言更具有优 势。近年来，以钠离子电池为“心脏”的智能电动自行车、低速电动车、家 庭储能柜、储能电站、园区/景区观光电动车等不断相继问世，钠离子电池的 应用越来越广泛。

锂离子电池高温下，固态电解质界面(SEI)膜中的有机成分溶解，使得 SEI膜呈现多孔结构，电解液持续在负极表面分解，SEI膜会持续的分解和再 生，不断消耗锂离子电池内部有限的锂资源，引起电池内阻增加和容量损失。 这一问题也限制着钠离子电池的发展。研究表明在钠离子电池中SEI膜的溶 解度更高，从而导致钠离子电池自放电更大，循环性能也更差。

目前针对电池的高温问题，一般采取以下几种解决方式：1)控制电解液 量：电解液量过大时也会加剧SEI膜的溶解，在循环过程中，由于电极材料 体积的变化，会对SEI膜造成破坏，进而加剧电解液的消耗；2)采用高盐浓 度电解液：高盐浓度电解液中形成的SEI膜溶解度更低；3)使用高温添加剂： 主要针对负极，高温下电解液在负极表面分解形成了厚厚的一层SEI膜，使 用高温添加剂可以形成稳定的SEI成分，降低SEI的高温持续溶解。

但是，上述解决高温问题的技术手段都存在一定的不足。比如：降低电 解液量会造成极片浸润差，阻抗高；高盐浓度电解液成本高，而且电解液的 粘度大，浸润性差；目前采用的技术改进主要针对负极，且有些无法很好的 兼顾低温性能，适用范围窄。

发明内容

本发明实施例提供了一种高温钠离子电池电解液、功能添加剂及钠离子 电池，通过电解液中引入含双三氟甲基化合物的功能添加剂，可以在正、负 极表面形成含F的界面膜，有效的改善高温下界面膜中的有机成分的溶解， 减少电解液在界面的持续分解，提升电池的高温循环性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种高温钠离子电池电解液包括：双三 氟甲基功能添加剂和钠盐；

所述双三氟甲基功能添加剂具体为含双三氟甲基化合物的功能添加剂， 所述含双三氟甲基化合物的化学式为其中，R1、R2、R3、 R4、R5、R6各选自烷烃基、烷氧基、芳基或杂芳基中的任一种；

所述双三氟甲基功能添加剂与所述高温钠离子电池电解液中的Na⁺在钠离 子电池的正、负极表面形成含F的界面膜；其中，所述高温的范围为不低于 40℃。