[发明专利]一种钠金属电池电解液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钠金属电池电解液，包括钠盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂为苯、氟苯、全氟苯中的一种或几种的混合物，添加剂的重量百分比含量为0.5‑2.0wt％。钠盐的浓度为1M。非水有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的混合物，碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯的体积比为1:1。本发明还公开了一种钠金属电池电解液的制备方法。本发明采用上述钠金属电池电解液及其制备方法，能够解决现有的钠电池循环寿命短、稳定性差的问题。

技术领域

本发明涉及钠电池技术领域，尤其是涉及一种钠金属电池电解液及其制备方法。

背景技术

钠(Na)电池由于具有和锂电池相似的物理和化学性质，且钠资源丰富、成本低廉，被认为是最有希望用于大规模能源储存转换体系。在所有可用的钠电池负极材料中，金属Na负极具有最高的理论容量(1166mAh g-1)和较低的氧化还原电位(2.71V对标准氢电极)的优势。然而，高反应性的金属Na与大多数有机液体电解质连续反应，在Na负极上自发形成不稳定且脆弱的的固体电解质间相(SEI)。在反复电镀/剥离过程中，较弱的SEI容易被破坏，再次引发不可控的副反应和SEI的重组，导致树枝状/苔藓状Na生长和电极的快速降解，影响钠电池的循环寿命和稳定性，甚至引发短路等相关的安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钠金属电池电解液，解决现有的钠电池循环寿命短、稳定性差的问题。本发明的另一个目的是提供一种钠金属电池电解液的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种钠金属电池电解液，包括钠盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂为苯、氟苯、全氟苯中的一种或几种的混合物，添加剂的重量百分比含量为0.5-2.0wt％。

优选的，所述钠盐的浓度为1M。

优选的，所述钠盐为NaPF₆、NaClO₄、NaN(SO₂CF₃)₂、NaN(SO₂C₂F₅)₂、NaC(SO₂CF₃)₃或NaN(SO₂F)₂中的一种或几种的混合物。

优选的，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的混合物，碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯的体积比为1:1。

上述钠金属电池电解液的制备方法，包括以下步骤：

S1、在手套箱内，H₂O0.1ppm，O₂0.1ppm，称取适量的钠盐溶于非水有机溶液中，钠盐的浓度为1M，得到基底电解液；

S2、在基底电解液中添加添加剂，添加剂为苯、氟苯、全氟苯中的一种或几种的混合物，搅拌均匀，得到电解液。

优选的，所述步骤S1中，钠盐为六氟磷酸钠，钠盐的浓度为1M。

优选的，所述步骤S1中，非水有机溶剂为体积比为碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯＝1:1的混合溶剂。

优选的，所述步骤S2中，添加剂的质量百分比为0.5-2.0wt％。

本发明所述的一种钠金属电池电解液及其制备方法，苯、氟苯、全氟苯的电解液在电极表面形成高质量的稳定的阴极电解质间相(CEI)和固体电解质间相(SEI)，调节界面膜的结构和组分，使得碳酸酯基电解液钠枝晶的生长得到明显的抑制，对钠金属电池系统的整体性能在动力和电化学稳定性方面得到明显的提升。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种钠金属电池电解液及其制备方法实施例1的电解液1对称电池循环性能图；