[发明专利]电解液及包含该电解液的钠离子电池

说明书

本发明提供一种电解液及钠离子电池，该电解液包括钠盐、非水有机溶剂和添加剂，添加剂包括：(a)乙酰磺胺酸钠，其结构式如式1所示；及(b)酸酐类化合物，该电解液包括乙酰磺胺酸钠以及酸酐类化合物，乙酰磺胺酸钠能够在电池的首次充放电阶段形成富有韧性，不易破裂、耐高温性能强的界面膜。但该界面膜因含硫与氮元素，易在电解液中溶解，会消耗部分的活性钠以形成新的界面膜，造成电池出现产气与首次库伦效率下降的现象。而酸酐类化合物因成膜电位高，在负极易形成致密的界面膜，有效地缓解乙酰磺胺酸钠成膜后在电解液中的副反应，将该电解液用于钠离子电池中，能够在高电压下提升钠离子电池的首次库伦效率、高温存储性能以及循环性能。

技术领域

本发明涉及钠离子电池技术领域，具体涉及一种电解液及包含该电解液的钠离子电池。

背景技术

钠离子电池与锂离子电池具有相似的工作机理，相较于锂资源的地壳储量少、分布不均等问题，钠资源因储量丰富且分布广泛，在成本上具有更加显著的优势，因此发展钠离子电池技术对于钠离子电池在储能领域具有更为广阔的应用前景。目前，钠离子电池的正极材料，如层状氧化物、普鲁士蓝(白)、聚阴离子体系的能量密度平均在90～150Wh/Kg，相比与锂离子电池的正极材料的能量密度为250Wh/Kg，二者明显存在一定差异。因此，提升钠离子电池的能量密度对于电池发挥稳定的电化学性能至关重要。

目前而言，提升钠离子电池的能量密度的方式主要包括：选择充电电压更高的正极材料、采用理论容量较高的镍系正极材料、提升正负极材料的含量和压实面密度等；但高电压或高理论容量的镍系正极材料因容易产生不可逆的相变问题，造成正极材料中的过渡金属离子易发生溶出，进而迁移到负极，破坏SEI膜，从而对钠离子电池的循环和高温存储等性能造成消极影响。

因此，研发出一种能形成稳定SEI膜，同时减少消耗活性钠的电解液，对于提升钠离子电池的首次库伦效率、高温储存与循环性能尤为关键。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电解液及包含该电解液的钠离子电池，该电解液的使用能提高钠离子电池的首次库伦效率、高温存储性能和循环性能。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种电解液，适用于钠离子电池，包括钠盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括：

(a)乙酰磺胺酸钠，其结构式如式1所示；以及

(b)酸酐类化合物，

与现有技术相比，本发明的电解液包括钠盐、非水有机溶剂和添加剂，添加剂包括乙酰磺胺酸钠以及酸酐类化合物，乙酰磺胺酸钠加入电解液中，能够在电池的首次充放电阶段形成SEI界面膜，且该类界面膜富有韧性，不易破裂、耐高温性能强。但是此界面膜由于含有硫与氮元素，易在电解液中溶解，从而会消耗部分的活性钠以形成新的SEI膜，造成电池出现产气与首次库伦效率下降的现象。酸酐类化合物因成膜电位高，在负极易形成致密的SEI膜，有效地缓解了乙酰磺胺酸钠成膜后在电解液中的副反应；将该电解液用于钠离子电池中，通过以上两种类型添加剂的协同作用，能够在高电压下提升钠离子电池的首次库伦效率、高温存储性能以及循环性能。

作为一较佳技术方案，乙酰磺胺酸钠在该电解液中的质量百分比为0.1～5％，优选地，乙酰磺胺酸钠在该电解液中的质量百分比为0.1～1％。作为示例地，乙酰磺胺酸钠在该电解液中的质量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。