CN117438652A - 一种电解液及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电解液及其应用，该电解液包括钠盐、添加剂及有机溶剂，其中钠盐包括六氟磷酸钠及双氟磺酰亚胺钠，添加剂包括季戊四醇双环硫酸酯；该电解液按照质量百分含量包括：2～15wt％的六氟磷酸钠，0.1～20wt％的双氟磺酰亚胺钠，0.1～5wt％的季戊四醇双环硫酸酯，余量为有机溶剂。该电解液在常温或高温环境下具有较强的稳定性，因此一定程度降低了电解液制备、运输和存储环节中对环境的严苛要求，可有效控制生产成本，将其应用于钠离子电池中可以提高电池的循环稳定性。
Description
技术领域
本发明属于钠离子电池领域，涉及一种电解液，尤其涉及一种电解液及其应用。
背景技术
锂离子电池因其高能量密度、循环寿命长、体积小等优点被广泛应用于新能源汽车、各种便携式电子设备和储能领域中，但是由于锂储量低且资源分布不均匀，导致锂离子电池的成本逐年攀升，因此亟需开发一种新的电池体系。而钠与锂同族，化学性质相似且储量更为丰富，高达2.36％，成本更低，安全性更好，且钠离子电池具有高能量密度和成本效益的优点，能够满足未来可持续能源发展的需求。但是，钠离子电池在高温循环和高温储存方面仍然存在一些挑战。
电解液作为钠离子电池的重要组成部分，在电池中占有较大比例，因此电解液的性能会很大程度地影响电池的性能。目前，为了有效改善钠离子电池在高温存储环境下的使用寿命和可靠性，广泛使用二氟磷酸钠和硫酸乙烯酯作为电解液添加剂。但是，包括二氟磷酸钠的电解液需要低温存储来保持其稳定性，避免在常温或者高温环境下发生分解；且由于电解液中本身存在痕量水，硫酸乙烯酯在常温或高温下容易水解，水解产物包括硫酸、硫酸氢乙二醇单酯，使得电解液整体酸度上升，而且在高温存储环境下这种反应会加剧，无疑限制了硫酸乙烯酯的大范围应用。
因此，包括硫酸乙烯酯和/或二氟磷酸钠的电解液往往在制备、运输和存储环节中需要更严苛环境控制，且电解液存储保质期短，导致成本居高不下。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提供一种电解液，该电解液在常温或高温环境下具有较强的稳定性，因此一定程度降低了电解液制备、运输和存储环节中对环境的严苛要求，延长电解液的储存寿命，可有效控制生产成本。
本发明提供一种钠离子电池，包括上述电解液，该钠离子电池具有较高的循环性能。
本发明提供一种电解液，所述电解液包括钠盐、添加剂及有机溶剂，其中所述钠盐包括六氟磷酸钠及双氟磺酰亚胺钠，所述添加剂包括季戊四醇双环硫酸酯；
所述电解液按照质量百分含量包括：2～15wt％的六氟磷酸钠，0.1～20wt％的双氟磺酰亚胺钠，0.1～5wt％的季戊四醇双环硫酸酯，余量为有机溶剂。
进一步的，所述六氟磷酸钠在电解液中的质量百分含量为6～14wt％。
进一步的，所述季戊四醇双环硫酸酯在电解液中的质量百分含量为1～2wt％。
进一步的，所述双氟磺酰亚胺钠在电解液中的质量百分含量为2～8wt％。
进一步的，所述有机溶剂包括碳酸酯类、氟代碳酸酯类、羧酸酯类、氟代羧酸酯类、醚类、氟代醚类有机溶剂中的至少一种。
进一步的，所述电解液中还包括钠盐添加剂，所述钠盐添加剂包括高氯酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、双三氟甲基磺酰亚胺钠中的至少一种。
进一步的，所述钠盐添加剂在电解液中的质量百分含量为0.01～1wt％。
进一步的，所述电解液中还包括有机添加剂，所述有机添加剂包括乙烯基碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,6-己二异氰酸酯、乙炔基碳酸亚乙酯、反式-二氟代碳酸亚乙酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丙磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3,2-二氧硫杂环戊烷-2,2-二氧化物、4-丙基-1,3,2-二氧硫杂环戊烷-2,2-二氧化物、甲烷二磺酸亚甲酯、1,2-乙二磺酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯、琥珀腈、(乙氧基)五氟环三磷腈、叔丁基苯、叔戊基苯、氟代苯、环己基苯中的至少一种。
进一步的，所述有机添加剂在电解液中的质量百分含量为0.1～20wt％。
本发明还提供一种钠离子电池，包括上述任一项所述的电解液。
本发明的电解液包括六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠和季戊四醇双环硫酸酯，其中，六氟磷酸钠的导电性和离子传输速率较高，可以提高整个电解液体系的电导率，但是其稳定性差，安全性不高。而本发明通过使用六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠和季戊四醇双环硫酸酯，六氟磷酸钠及双氟磺酰亚胺钠作为钠盐主盐，季戊四醇双环硫酸酯作为添加剂，并限定六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠和季戊四醇双环硫酸酯在电解液中的质量百分含量，使三者相互协同最终得到具有较强存储稳定性的电解液，因此可以在制备、存储、使用过程中降低对环境温度控制的严苛程度，使得电解液能够在高温等苛刻环境下保存，进而提高电解液的储存寿命，达到降低保存和运输成本的目的，此外，由于该电解液具有较好的高温稳定性，可以在高温下加速浸润，使得电解液和电极以及隔膜之间形成良好润湿，改善钠离子电池中浸润性差的问题。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一方面提供一种电解液，电解液包括钠盐、添加剂及有机溶剂，其中钠盐包括六氟磷酸钠及双氟磺酰亚胺钠，添加剂包括季戊四醇双环硫酸酯；
电解液按照质量百分含量包括：2～15wt％的六氟磷酸钠，0.1～20wt％的双氟磺酰亚胺钠，0.1～5wt％的季戊四醇双环硫酸酯，余量为有机溶剂。
本发明不限定各组分的来源，采用本领域技术人员熟知的市售产品或常规制备方法制备的产品即可。其中，有机溶剂可以是碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、甲基三氟乙基碳酸酯中的至少一种，本发明不做过多限制。当上述有机溶剂为多种具体化合物的混合物时，本发明对各个具体化合物之间的质量比不做过多限定。
根据本发明提供的技术方案，通过使电解液中包括六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠以及季戊四醇双环硫酸酯，六氟磷酸钠和双氟磺酰亚胺钠作为复合钠盐主盐，季戊四醇双环硫酸酯作为电解液添加剂，并且同时限定三者在电解液中的质量百分含量，可以显著增加电解液的存储稳定性，特别是在高温苛刻环境下的存储稳定性，提高电解液的储存寿命，达到降低保存和运输成本的目的。发明人基于此现象对稳定性提升的原料进行分析，认为可能是：六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠与季戊四醇双环硫酸酯三者配合能改变电解液体系溶剂化结构，形成以钠离子为核心，季戊四醇双环硫酸酯与有机溶剂分子为中间层，六氟磷酸根离子与双氟磺酰亚胺阴离子为外层的更加稳定的溶剂化结构，降低六氟磷酸钠在高温下分解可能性。且当六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠和季戊四醇双环硫酸酯在电解液中的质量百分含量处于限定范围时，可以进一步降低高温环境下钠盐的分解率，使得该电解液在常温或者高温存储环境下的稳定性得到明显提高，进而降低电解液在制备、存储或使用过程中的环境要求，达到降低成本的目的。
此外，包括上述电解液的钠离子电池还具有优异的离子电导率、导电性和浸润性能，原因在于：本发明的电解液限定了电解液中六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠和季戊四醇双环硫酸酯的质量百分含量，三者之间相互配合，相互影响，使得该电解液具有较好的离子电导率、导电性，进而降低钠离子电池的内阻，提高其首效和倍率性能；同时，由于该电解液具有较好的高温稳定性，因此可以在高温下加速浸润，使得电解液和电极以及隔膜之间形成良好润湿，改善钠离子电池中浸润性差的问题。
在一种具体实施方式中，六氟磷酸钠在电解液中的质量百分含量为6～14wt％。在此范围下，六氟磷酸钠可与双氟磺酰亚胺钠和季戊四醇双环硫酸酯形成较好的协同作用，进而使电解液具有较好的高温稳定性的同时还具有较高的离子电导率。
在一种具体实施方式中，季戊四醇双环硫酸酯在电解液中的质量百分含量为1～2wt％。在该范围下，季戊四醇双环硫酸酯可以更好地与六氟磷酸钠可和双氟磺酰亚胺钠协同，进一步提高电解液的高温存储稳定性；同时，将其应用于钠离子电池中，季戊四醇双环硫酸酯在充放电过程中可以较早地在正负极表面形成而稳定且致密的SEI膜，进而有效降低电解液与正负极之间的副反应，使得季戊四醇双环硫酸酯提高电解液稳定性的作用更加显著，钠离子电池的循环寿命和安全性能更优。
在一种具体实施方式中，双氟磺酰亚胺钠在电解液中的质量百分含量为2～8wt％。在该范围下，可以与季戊四醇双环硫酸酯和六氟磷酸钠进行更好地配合，使电解液的高温存储稳定性更好，进一步降低该电解液对温度的敏感性，从而降低成本；同时，双氟磺酰亚胺钠与六氟磷酸钠可以更好地协同，有效抑制双氟磺酰亚胺钠对铝箔的腐蚀。
本发明对有机溶剂不做过多限定，例如，可选自碳酸酯类、氟代碳酸酯类、羧酸酯类、氟代羧酸酯类、醚类、氟代醚类有机溶剂中的至少一种。当有机溶剂为前述多种具体化合物的混合物时，本发明对各个具体化合物之间的比例不做过多限定。
在一种具体实施方式中，电解液中还包括钠盐添加剂，钠盐添加剂包括高氯酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、双三氟甲基磺酰亚胺钠中的至少一种。通过添加钠盐添加剂，引入阴离子，该阴离子能与六氟磷酸根离子及双氟磺酰亚胺阴离子共同参与溶剂化结构外层的构建，使得电解液体系更加稳定，以进一步提升电解液在常温或高温下的稳定性。
此外，通过在电解液中进一步加入钠盐添加剂，得到的钠离子电池，可以进一步促成SEI膜的生成，进而更好地避免电解液与正负极之间的副反应，提高电解液体系的稳定性，同时，钠盐添加剂中的阴离子有助于调控钠离子溶剂化壳层，提高电解液离子电导率，降低钠离子在电解液中的迁移阻力，进而使钠离子电池具有较高的首效和倍率性能。
在一种具体实施方式中，钠盐添加剂在电解液中的质量百分含量为0.01～1wt％。在该范围下，可以进一步提升电解液体系的在常温或高温下的稳定性，此外，还可以使钠盐添加剂提升电解液离子电导率和导电性的作用程度更加显著，使得钠离子电池的首效和倍率性能更优。
在一种具体实施方式中，电解液中还包括有机添加剂，有机添加剂包括乙烯基碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,6-己二异氰酸酯、乙炔基碳酸亚乙酯、反式-二氟代碳酸亚乙酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丙磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3,2-二氧硫杂环戊烷-2,2-二氧化物、4-丙基-1,3,2-二氧硫杂环戊烷-2,2-二氧化物、甲烷二磺酸亚甲酯、1,2-乙二磺酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯、琥珀腈、(乙氧基)五氟环三磷腈、叔丁基苯、叔戊基苯、氟代苯、环己基苯中的至少一种。上述有机添加剂，与季戊四醇双环硫酸酯具有较好的相容性，在溶剂化结构中能够参与中间层的构建，以得到更加稳定的电解液，进一步提高电解液在常温或高温下的稳定性。
此外，通过加入有机添加剂，还可以使SEI膜在正负极表面更早地生成，进一步减少电解液与正负极之间的副反应，提高电解液的稳定性，还可改善电解液与正负极片之间的浸润效果，解决钠离子电池中浸润性差的问题，同时还可提高钠离子电池的安全性能。
在一种具体实施方式中，有机添加剂在电解液中的质量百分含量为0.1～20wt％。在此范围下，可以使电解液具有较好稳定性的同时还可进一步提高电解液与正负极片之间的浸润性，缩短钠离子传输路径，进而提高钠离子电池的循环寿命和倍率性能。
本发明第二方面提供一种钠离子电池，包括上述任一项的电解液，由于该电解液中包括的六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠和季戊四醇双环硫酸酯之间协同作用，相互影响，有效提高了电解液在常温或高温下的稳定性，降低了成本，同时还提高了电解液的导电性和离子传输速率，因此该钠离子电池不仅在高温下具有较高的循环稳定性和较低的内阻，还具有较好的浸润效果，可有效降低钠离子电池的制作、存储、运输成本。
以下，通过具体实施例对包括本发明电解液的钠离子电池进行详细的介绍。
实施例1
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯40wt％、碳酸甲乙酯20wt％、碳酸二乙酯20wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠10wt％和双氟磺酰亚胺钠5wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例2
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯40.66wt％、碳酸甲乙酯20.32wt％、碳酸二乙酯20.32wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯0.2wt％，最后加入六氟磷酸钠8.5wt％和双氟磺酰亚胺钠6.5wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例3
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯38.24wt％、碳酸甲乙酯19.13wt％、碳酸二乙酯19.13wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯5wt％，最后加入六氟磷酸钠11.5wt％和双氟磺酰亚胺钠3.5wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例4
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯40wt％、碳酸甲乙酯20wt％、碳酸二乙酯20wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠14.5wt％和双氟磺酰亚胺钠0.5wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例5
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯40wt％、碳酸甲乙酯20wt％、碳酸二乙酯20wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠7wt％和双氟磺酰亚胺钠8wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例6
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯35wt％、碳酸甲乙酯17.5wt％、碳酸二乙酯17.5wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠10wt％和双氟磺酰亚胺钠15wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例7
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯39.7wt％、碳酸甲乙酯19.9wt％、碳酸二乙酯19.9wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠10wt％、双氟磺酰亚胺钠5wt％和高氯酸钠0.5％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例8
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯39.4wt％、碳酸甲乙酯19.7wt％、碳酸二乙酯19.7wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠10wt％、双氟磺酰亚胺钠5wt％和高氯酸钠1.2％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例9
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯30.5wt％、碳酸甲乙酯15.5wt％、碳酸二乙酯15.5wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯6wt％、碳酸亚乙烯酯6wt％、1,3-丙烷磺酸内酯6wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、4wt％和季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠10wt％和双氟磺酰亚胺钠5wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例10
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯41.5wt％、碳酸甲乙酯21wt％、碳酸二乙酯21wt％进行混合，再加入季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠10wt％和双氟磺酰亚胺钠5wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例11
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯43wt％、碳酸甲乙酯22wt％、碳酸二乙酯22wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯1.5wt％，最后加入六氟磷酸钠3wt％和双氟磺酰亚胺钠5wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
实施例12
在充满氩气的手套箱中，将有机溶剂碳酸丙烯酯39.5wt％、碳酸甲乙酯19.5wt％、碳酸二乙酯19.5wt％进行混合，再依次加入氟代碳酸乙烯酯1wt％、碳酸亚乙烯酯1wt％、1,3-丙烷磺酸内酯1wt％、1,3-丙烯磺酸内酯、0.5wt％和季戊四醇双环硫酸酯3wt％，最后加入六氟磷酸钠10wt％和双氟磺酰亚胺钠5wt％，搅拌均匀后得到本实施例电解液。
对比例1
本对比例中的电解液的制备方法与实施例1基本一致，区别在于，使用硫酸乙烯酯替代季戊四醇双环硫酸酯。
对比例2
本对比例中的电解液的制备方法与实施例1基本一致，区别在于，使用二氟磷酸钠替代季戊四醇双环硫酸酯。
对比例3
本对比例中的电解液的制备方法与实施例1基本一致，区别在于，使用硫酸乙烯酯和二氟磷酸钠的混合物替代季戊四醇双环硫酸酯，其中，二氟磷酸钠在电解液中的质量百分含量为0.75wt％，硫酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量为0.75wt％，其他组分不变。
对比例4
本对比例的电解液的制备方法与实施例1基本一致，区别在于，使用高氯酸钠代替双氟磺酰亚胺钠。
对比例5
本对比例中的电解液的制备方法与实施例1基本一致，区别在于，季戊四醇双环硫酸酯在电解液中的质量百分含量为6wt％，此时，电解液中有机溶剂碳酸丙烯酯的质量百分含量为37.76wt％、碳酸甲乙酯的质量百分含量为18.87wt％、碳酸二乙酯的质量百分含量为18.87wt％，其他组分不变。
对比例6
本对比例中的电解液的制备方法与实施例1基本一致，区别在于，用六氟磷酸锂替代六氟磷酸钠，用双氟磺酰亚胺锂替代双氟磺酰亚胺钠，其他保持不变。
对比例7
本对比例中的电解液的制备方法与实施例1基本一致，区别在于，六氟磷酸钠在电解液中的质量百分含量调整为17wt％，此时，电解液中有机溶剂碳酸丙烯酯的质量百分含量为37wt％，碳酸甲乙酯的质量百分含量为18wt％，碳酸二乙酯的质量百分含量为18wt％，其他组分不变。
对比例8
本对比例中的电解液的制备方法与实施例1基本一致，区别在于，双氟磺酰亚胺钠在电解液中的质量百分含量调整为22wt％，此时，电解液中有机溶剂碳酸丙烯酯的质量百分含量为31wt％，碳酸甲乙酯的质量百分含量为16wt％，碳酸二乙酯的质量百分含量为16wt％，其他组分不变。
试验例
将上述实施例和对比例所制备的电解液分为第一组电解液、第二组电解液和第三组电解液，第一组电解液为新鲜制备得到的电解液，第二组电解液在45℃条件下存放24h，第三组电解液在室温25℃下存放180天；将第一组电解液、第二组电解液和第三组电解液分别制作为钠离子电池，钠离子电池的制作步骤如下：
将90wt％的NaNi1/3Mn1/3Fe1/3O2粉末、5wt％的聚偏氟乙烯、5wt％的乙炔黑和溶剂N-甲基吡咯烷酮混合搅拌，得到正极活性浆料，将该浆料涂布于铝箔表面并在130℃下干燥12h，得到正极片；将89wt％的硬碳、1wt％的导电炭黑Super-P和10wt％的聚偏氟乙烯混合搅拌，得到负极活性浆料，将该浆料涂布于铝箔表面并在120℃下干燥12h，得到负极片；将正极片、负极片、PE涂陶瓷隔膜和上述实施例和对比例所制备的第一组电解液、第二组电解液及第三组电解液分别组装成钠离子电池，其中隔膜厚度为20μm。
对上述制备得到的包括第一组电解液的钠离子电池、包括第二组电解液的钠离子电池和包括第三组电解液的钠离子电池进行循环性能、放电性能、DCR直流内阻和浸润性测试：
(1)循环性能
分别于0℃、25℃和45℃条件下，将上述所制备的钠离子电池按0.2C恒流恒压充电至3.9V，截止电流0.05C，搁置10min后，再按0.5C恒流放电至3.0V，记录当容量衰减至标称容量80％时的循环圈数，测试结果见表1、表2及表3。
(2)放电性能测试
分别于0℃、25℃和45℃条件下，将上述制备的钠离子电池按0.2C恒流恒压充电至4.0V，截止电流0.05C，然后放在高低温测试柜中，设置不同温度，在该温度下静置2h，用0.5C恒流放电至1.5V，分别记录钠离子电池于-40℃、-20℃、0℃、25℃、55℃下的放电容量，当放电容量满足25℃下放电容量的60％时判定为可以工作，测试结果见表1、表2及表3。
(3)DCR直流内阻测试
分别于0℃、25℃和45℃条件下，对上述制备的钠离子电池进行直流内阻测试，并记录内阻数据，测试结果见表1、表2及表3。
(4)浸润性测试
在25℃下，在手套箱中使用量程为1～5μL的移液枪盛满电解液，分别滴在正负极极片上，其中正极片压实密度为3.5g/cm3、负极片压实密度为1.65g/cm3，记录1滴上述实施例和对比例所制备的电解液被极片完全吸收所需要的时间，测试结果见表1、表2及表3，表1为包括第一组电解液的钠离子电池的测试结果，表2为包括第二组电解液的钠离子电池的测试结果，表3为第三组电解液的钠离子电池的测试结果。
表1
表2
表3
由表1和表2可知，实施例1-12的电解液具有较高的高温稳定性，在高温下存储24h之后，包括该电解液的钠离子电池的循环性能、浸润性、首效和直流内阻的下降幅度均较小，其中常温下循环次数最高可达1560次，高温下循环次数最高可达1102次；而对比例1-8的电解液在高温存储之后，包括该电解液的钠离子电池的循环性能、浸润性、首效和直流内阻均大幅下降，其中常温下循环次数最高仅为1128次，高温下循环次数仅为633次。由此可以说明，本发明电解液具有较高的高温存储性能。
由表2和表3可知，实施例1-12的电解液在高温下存储24h之后与在室温下存放120天后，制作得到的钠离子电池的相关性能无太大变化，仅略有降低，而对比例1-8的电解液在相同条件下存储后，制作得到的钠离子电池相关性能显著下降，由此可知，本发明的电解液具有优异的稳定性，能够在高温等苛刻环境下保存，并具有较长的储存寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括钠盐、添加剂及有机溶剂，其中所述钠盐包括六氟磷酸钠及双氟磺酰亚胺钠，所述添加剂包括季戊四醇双环硫酸酯；
所述电解液按照质量百分含量包括：2～15wt％的六氟磷酸钠，0.1～20wt％的双氟磺酰亚胺钠，0.1～5wt％的季戊四醇双环硫酸酯，余量为有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述六氟磷酸钠在电解液中的质量百分含量为6～14wt％。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述季戊四醇双环硫酸酯在电解液中的质量百分含量为1～2wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于，所述双氟磺酰亚胺钠在电解液中的质量百分含量为2～8wt％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸酯类、氟代碳酸酯类、羧酸酯类、氟代羧酸酯类、醚类、氟代醚类有机溶剂中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液中还包括钠盐添加剂，所述钠盐添加剂包括高氯酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、双三氟甲基磺酰亚胺钠中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述钠盐添加剂在电解液中的质量百分含量为0.01～1wt％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液中还包括有机添加剂，所述有机添加剂包括乙烯基碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,6-己二异氰酸酯、乙炔基碳酸亚乙酯、反式-二氟代碳酸亚乙酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丙磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3,2-二氧硫杂环戊烷-2,2-二氧化物、4-丙基-1,3,2-二氧硫杂环戊烷-2,2-二氧化物、甲烷二磺酸亚甲酯、1,2-乙二磺酸酐、三(三甲基硅烷)硼酸酯、琥珀腈、(乙氧基)五氟环三磷腈、叔丁基苯、叔戊基苯、氟代苯、环己基苯中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的电解液，其特征在于，所述有机添加剂在电解液中的质量百分含量为0.1～20wt％。
10.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电解液。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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