[发明专利]一种钠离子电池电解液、钠离子电池及制备方法

说明书

本发明涉及钠离子电池技术领域，特别涉及一种钠离子电池电解液、钠离子电池及制备方法，其中钠离子电池电解液包括有机溶剂、电解质钠盐和添加剂，采用的醚基溶剂优异的还原稳定性以及较低的去溶剂化能，能够在负极表面形成较薄的SEI膜，提高钠离子电池界面稳定性的同时，保证钠离子较快的界面反应动力学；碳酸酯类电解液添加剂能够在正极和负极表面参与SEI膜的形成，提升醚基电解液的氧化稳定性，提高电池循环稳定性和循环效率；另外醚基溶剂在电池循环过程中几乎不产气，减少由电池胀气引起的安全问题。

技术领域

本发明涉及钠离子电池技术领域，特别涉及一种钠离子电池电解液、钠离子电池及制备方法。

背景技术

锂离子电池由于其较高的能量密度，较优异的循环稳定性，成为目前消费类电子产品、电动汽车等领域主要储能产品，但金属锂资源有限、分布不均，价格逐年攀升，无法满足未来巨大的储能市场需求。钠离子电池与锂离子电池具有相似的工作原理，且相比于金属锂，金属钠资源丰富，分布广泛，价格低廉。钠离子电池相比于离子电池具有更优异的高低温性能和更快的界面反应动力学，近年来备受关注。

目前钠离子电池还存在能量密度较低、生产成本优势不明显等问题。为了提高钠离子电池各方面的性能，大部分的工作围绕正极和负极材料的开发与改性展开，关于钠离子电池电解液的研究相对较少。但电解液作为电池的重要组成部分，是决定电极电解液界面反应热力学与动力学的关键因素，电解液的稳定性，钠离子传输能力，在电极表面生成的界面膜的阻抗，稳定性等性质与正负极材料容量的发挥，电池整体的循环寿命等性能息息相关。因此优化钠离子电池电解液的组成对提升钠离子电池各方面的性能至关重要。

得益于碳酸酯类电解液在锂离子电池中的成功应用，目前在钠离子电池领域研究较多的有机液态电解液主要为碳酸酯基电解液，但碳酸酯基电解液在钠离子电池中与石墨不兼容，且电池循环过程中容易胀气，在多种钠离子电池负极中表现出较差的动力学性能。醚基电解液相比于碳酸酯基电解液成本低廉，且与商业化石墨负极兼容，在多种钠离子电池负极如合金化负极、碳基负极、金属钠负极中均表现出优于碳酸酯的界面反应动力学性能。但醚基电解液在正极端电化学稳定性较差，需要进一步优化醚基电解液的组成以提升钠离子电池的性能。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的是：针对背景技术中存在的问题，提供一种钠离子电池的改进方案，可以提高醚基电解液的氧化稳定性，进而提高钠离子电池的电化学性能。

为了达到上述目的，本发明提供了一种钠离子电池电解液，包括有机溶剂、电解质钠盐和添加剂；所述有机溶剂包括式(1)所示的一种或多种；所述添加剂包括式(2)、式(3)所示的一种或几种；

其中，n选自乙二醇单体聚合数为1-5中的其中一种或多种组合；

其中，R1选自未取代的H原子或甲基(-CH3)或F原子中的一种；

其中R2、R3独立地选自碳原子数为1～2的烷基的一种。

优选地，所述有机溶剂为乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一种或多种。

优选地，所述添加剂式(2)为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。

有选地，所述添加剂式(3)为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种。

优选地，所述添加剂的体积在溶剂中所占的体积百分比为0.01％-1％。