[发明专利]一种电解液添加剂、电解液以及钠离子电池

说明书

本申请提供一种电解液添加剂、电解液以及钠离子电池，属于电池技术领域。电解液添加剂包括氟代磺酰盐以及含苯环的有机磷酸酯。本申请通过氟代磺酰盐以及含苯环的有机磷酸酯的配合，形成适用于采用普鲁士白作为正极材料的钠离子电池的电解液添加剂，氟代磺酰盐以及含苯环的有机磷酸酯相互配合、具有协同作用，以在普鲁士白正极材料表面形成一层稳定的、不易溶于电解液且结构致密的CEI膜，有利于使得在充放电过程中钠离子在电解液和普鲁士白正极材料的晶格间移动的阻抗较低，同时也可稳定普鲁士白正极材料在充放电过程中的晶格结构，有利于阻止普鲁士白正极材料的晶格发生畸变和出现坍塌趋势，进而提高钠离子电池的循环性能。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电解液添加剂、电解液以及钠离子电池。

背景技术

目前，应用在钠离子电池中的正极材料主要有为聚阴离子型材料、层状过渡金属氧化物和普鲁士蓝及其类似物这三大类。普鲁士蓝及其类似物有着开放的三维骨架结构，适合碱金属离子的快速迁移。且普鲁士蓝及其类似物相比于其他钠离子电池的正极材料有着更简单的制备工艺和更廉价的原料，因此也受到更广泛的关注和研究，是钠离子电池中常用的正极材料。

普鲁士白是一种常见的普鲁士蓝类似物，普鲁士白是一种富钠的单斜结构的材料。但是，采用普鲁士白作为钠离子电池的正极材料，会导致钠离子电池循环性能不佳，具体原因如下：普鲁士白的晶体结构中会有缺陷的存在，而钠离子的体积较大，钠离子在普鲁士白的晶体结构的层间中的嵌入和脱嵌行为，会导致普鲁士白的晶体结构出现一定的晶格畸变，引起普鲁士白的晶体结构出现较大的体积变化，使得普鲁士白材料的晶体结构在钠离子多次的嵌入和脱出中极易被破坏，进而导致普鲁士白材料的晶体结构发生坍塌趋势，且一旦普鲁士白材料的晶体结构出现坍塌趋势，采用普鲁士白作为正极材料的钠离子电池容量的衰减速度就会大幅度的提升，进而导致钠离子电池的循环性能不佳。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电解液添加剂、电解液以及钠离子电池，其旨在改善现有的采用普鲁士白作为正极材料的钠离子电池的循环性能不佳的技术问题。

第一方面，本申请提供一种电解液添加剂，电解液添加剂包括：氟代磺酰盐以及含苯环的有机磷酸酯。

本申请通过氟代磺酰盐以及含苯环的有机磷酸酯的相互配合，形成适用于采用普鲁士白作为正极材料的钠离子电池的电解液添加剂，氟代磺酰盐以及含苯环的有机磷酸酯这两种物质可以相互配合、具有协同作用，以在普鲁士白正极材料表面形成一层稳定的、不易溶于电解液的CEI(cathode electrolyte interphase)膜，该CEI膜结构致密，CEI膜中富含NaF，有利于使得在充放电过程中钠离子在电解液和普鲁士白正极材料的晶格间移动的阻抗较低；且CEI膜中含有的体积较大的苯环分子形成的有机框架，可稳定普鲁士白正极材料在充放电过程中的晶格结构，有利于阻止普鲁士白正极材料的晶格发生畸变和出现坍塌趋势，进而有利于提高钠离子电池的循环性能。

此外，随着采用普鲁士白作为正极材料的钠离子电池的循环圈数的增加，本申请提供的电解液添加剂可以使得普鲁士白正极材料表面的CEI膜的构型逐渐完整，有利于进一步提高普鲁士白正极材料的晶格结构的稳定性，使得钠离子电池的容量衰减越来越慢，进而提高钠离子电池的循环寿命，延长钠离子电池的使用寿命。

结合第一方面，本申请可选的实施方式中，氟代磺酰盐与含苯环的有机磷酸酯的摩尔比为(45-78):(22-55)。

氟代磺酰盐与含苯环的有机磷酸酯在上述配比条件下，有利于进一步提高采用普鲁士白作为正极材料的钠离子电池的循环性能。

结合第一方面，本申请可选的实施方式中，氟代磺酰盐包括双(三氟甲基磺酰基)亚胺钠以及双氟磺酰亚胺钠中的至少一种。