[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及其在钠离子电池中的应用，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，其中，所述添加剂包括质量比为2‑5：1的亚硫酸酯类化合物和聚醚类化合物，所述电解液中添加剂的质量浓度为2wt％‑6wt％。该电解液作为钠离子电池的电解液，可以优化SEI膜的稳定性，使所形成的SEI膜更加致密，有效提升SEI膜的稳定性，保证对电极材料的保护作用，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；此外，该电解液与电极材料形成的SEI膜厚度小，具有更强的导钠离子性能，从而降低阻抗。

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，该电解液作为钠离子电池的电解液，可以优化SEI膜的稳定性，使所形成的SEI膜更加致密，有效提升SEI膜的稳定性，保证对电极材料的保护作用，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；此外，该电解液与电极材料形成的SEI膜厚度小，具有更强的导钠离子性能，从而降低阻抗。

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，其中，所述添加剂包括质量比为2-5：1的亚硫酸酯类化合物和聚醚类化合物，所述电解液中添加剂的质量浓度为2wt％-6wt％。

优选的，所述添加剂包括质量比为2.5-4：1的亚硫酸酯类化合物和聚醚类化合物，所述电解液中添加剂的质量浓度为3wt％-5wt％。

更优选的，所述添加剂包括质量比为3：1的亚硫酸酯类化合物和聚醚类化合物；

所述电解液中添加剂的质量浓度为4wt％。通过加入亚硫酸酯类化合物和聚醚类化合物作为电解液的添加剂，二者之间协同作用，不仅可以保证电极表面所形成的SEI膜更加致密、稳定，而且可以保证SEI膜的快速形成，且厚度较小，从而可以加快钠离子的传输速率；通过控制电解液中添加剂的加入量，以保证钠离子电池的循环和低温性能，避免添加剂的加入量过少而影响电池的整体性能，同时防止添加剂的加入量过多而过度优化电化学界面，避免形成较厚的SEI膜影响钠离子的传输。

可选地，所述亚硫酸酯类化合物选自具有式Ⅰ和式Ⅱ所示化合物中的至少一种：

所述R₁选自氢原子和C1～C8直链烷基中的一种，R₂、R₃、R₄、R₅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。