CN117497840A - 凝胶电解质及其制备方法和钠离子电池 - Google Patents

凝胶电解质及其制备方法和钠离子电池 Download PDF

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CN117497840A CN202311706450.8A CN202311706450A CN117497840A CN 117497840 A CN117497840 A CN 117497840A CN 202311706450 A CN202311706450 A CN 202311706450A CN 117497840 A CN117497840 A CN 117497840A
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吴志梁
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Abstract

本申请涉及一种凝胶电解质及其制备方法和钠离子电池。该凝胶电解质包括电解液和凝胶膜，电解液分散在凝胶膜中形成凝胶电解质，电解液包括有机溶剂、电解质盐和添加剂。本申请提供的方案，能够通过在电解液中加入功能性添加剂来改善正负极和电解液的界面性质，操作简单、效果显著，且成本低廉。

Description

凝胶电解质及其制备方法和钠离子电池
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及凝胶电解质及其制备方法和钠离子电池。
背景技术
钠离子电池由于来源广泛，性能优良，在大规模储能和小动力等领域有广阔的应用前景。然而，目前钠离子电池负极材料硬碳的压实密度低、比表面积大、细微颗粒较多等问题，造成钠离子电池电解液在负极上分解严重，形成的SEI膜厚且不均匀。而且在充放电过程中硬碳细微颗粒容易扩散到流动性的液态电解液中，导致堵塞隔离膜或者引起电池的微短路，恶化电池的性能。此外，钠离子电池在高电压(＞3.95V)下，正极材料在充放电过程中容易发生结构改变，过渡金属发生溶解并在负极上沉积，另外常规有机电解液在高电压下更容易发生分解，形成惰性钝化膜，这些因素进一步导致了高电压钠离子电池性能的恶化。
相关技术中，通过对正负极材料进行表面包覆或掺杂能够提高正负极和电解液的界面性质。但是这些方法较复杂、且工艺繁琐，会大大增加生产成本。
发明内容
为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种凝胶电解质及其制备方法和钠离子电池，能够通过在电解液中加入功能性添加剂来改善正负极和电解液的界面性质，操作简单、效果显著，且成本低廉。
本申请第一方面提供一种凝胶电解质，包括电解液和凝胶膜，所述电解液分散在所述凝胶膜中形成所述凝胶电解质，所述电解液包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂结构式如下：
其中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、C1-C3的氰基烷基、卤素、C1-C4的烷基、C1-C4的卤代烷基、苯基、卤代苯基中的一种或多种。
作为一个可选的实施例，所述添加剂包括4-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯、3-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯、2-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯和3,5-二氰基苯基硼酸1,3-丙二酯中的一种或多种。
作为一个可选的实施例，所述添加剂占所述电解液的质量百分比为0.5％～5％。
作为一个可选的实施例，所述凝胶电解质还包括无机纳米粒子，所述无机纳米粒子和所述电解液分散在所述凝胶膜中形成所述凝胶电解质。
作为一个可选的实施例，所述无机纳米粒子占所述凝胶膜的质量百分比为0.1％～20％；和/或，所述无机纳米粒子为SiO2、Al2O3、SnO2、TiO2、LiAlO2、CeO2、Fe2O3、稀土、黏土或沸石中的一种或多种。
作为一个可选的实施例，所述凝胶膜包括基体膜和附着于所述基体膜上的聚合物；和/或，所述凝胶膜和所述电解液的质量比为(1～9)：(9～1)。
作为一个可选的实施例，所述基体膜和所述聚合物的质量比为(4～9)：(6～1)；和/或，所述基体膜包括无纺布、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层复合膜、聚酰亚胺膜、芳纶、纤维素和玻璃纤维中的一种或多种；和/或，所述聚合物包括聚偏二氟乙烯PVdF、聚丙烯腈PAN、聚环氧乙烷PEO、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚六氟丙烯HFP和聚苯乙烯氧化物PPO中的一种或多种。
作为一个可选的实施例，所述凝胶膜和所述电解液的质量比为(1～9)：(9～1)。
本申请第二方面提供上述所述的凝胶电解质的制备方法，包括：
将所述钠盐和所述添加剂溶解于所述有机溶剂中形成电解液；
将所述电解液分散在所述凝胶膜中，得到凝胶电解质。
本申请第三方面提供钠离子电池，包括正极、负极和凝胶电解质，所述凝胶电解质设在所述正极和所述负极之间，所述凝胶电解质为上述所述的凝胶电解质，或上述所述的凝胶电解质的制备方法制备得到的凝胶电解质。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请提供的凝胶电解质以凝胶膜为基体，其具有较高的整体机械稳定性，极低的流动性，不易随意扩散，可以减缓电极与电解质溶剂之间副反应的发生，使电池具备较高的电化学稳定性。该添加剂可均匀分布于凝胶膜中，在电极电压较高、氧化性较强时，该添加剂会逐渐释放并首先被电极材料氧化，从而使电解质中的溶剂免于被氧化分解成高阻抗、腐蚀性的产物。不仅如此，一方面，添加剂中包含的苯环可以在正极发生电聚合成膜，能够有效保护正极界面，抑制在高电压条件下正极过渡金属离子的迁移以及电极界面和电解液的直接接触，使其在高电位正极材料中可以在正极成膜，改善电解液在高压下的稳定性，以及改善正负极和电解液的界面性质；另一方面，添加剂中的硼酸酯为环状硼酸酯，可形成薄而致密且含环状结构的CEI/SEI膜，相比线状结构更加致密且稳定，高温下不易分解，具有较低的阻抗，可有效抑制极端条件下电极与电解液界面的副反应，缓解高温环境下电池的气胀和电解液分解，以及正极材料颗粒的粉化扩散等若干问题，达到提升电池综合性能之目的。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的实施例3、实施例13和对比例1的电池高低温充放电示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
相关技术中，通过对正负极材料进行表面包覆或掺杂能够提高正负极和电解液的界面性质。但是这些方法较复杂、且工艺繁琐，会大大增加生产成本。
针对上述问题，本申请实施例提供一种凝胶电解质，能够通过在电解液中加入功能性添加剂来改善正负极和电解液的界面性质，操作简单、效果显著，且成本低廉。
本申请实施例提供了一种凝胶电解质，包括电解液和凝胶膜，电解液分散在凝胶膜中形成凝胶电解质，电解液包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，添加剂的结构式如下：
其中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、C1-C3的氰基烷基、卤素、C1-C4的烷基、C1-C4的卤代烷基、苯基、卤代苯基中的一种或多种。
本申请实施例提供的凝胶电解质以凝胶膜为基体，其具有较高的整体机械稳定性，极低的流动性，不易随意扩散，可以减缓电极与电解质溶剂之间副反应的发生，使电池具备较高的电化学稳定性。该添加剂可均匀分布于凝胶膜中，在电极电压较高、氧化性较强时，该添加剂会逐渐释放并首先被电极材料氧化，从而使电解质中的溶剂免于被氧化分解成高阻抗、腐蚀性的产物。不仅如此，一方面，添加剂中包含的苯环可以在正极发生电聚合成膜，能够有效保护正极界面，抑制在高电压条件下正极过渡金属离子的迁移以及电极界面和电解液的直接接触，使其在高电位正极材料中可以在正极成膜，改善电解液在高压下的稳定性，以及改善正负极和电解液的界面性质；另一方面，添加剂中的硼酸酯为环状硼酸酯，可形成薄而致密且含环状结构的CEI/SEI膜，相比线状结构更加致密且稳定，高温下不易分解，具有较低的阻抗，可有效抑制极端条件下电极与电解液界面的副反应，缓解高温环境下电池的气胀和电解液分解，以及正极材料颗粒的粉化扩散等若干问题，达到提升电池综合性能之目的。
作为一个可选的实施例，添加剂包括4-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯、3-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯、2-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯和3,5-二氰基苯基硼酸1,3-丙二酯中的一种或多种。
本申请实施例的添加剂优选为氰基苯基硼酸酯类化合物，氰基苯基硼酸酯类化合物中包含的氰基官能团与正极材料表面的过渡金属具有较强的络合作用，可形成CEI膜保护正极材料并抑制金属元素溶出。
另外，当添加剂中含F元素时，F是具有阻燃作用的元素，可以改善钠离子电池电解液的安全性能。同时，F原子削弱了分子间的黏性力，其沸点和粘度比较低，有利于钠离子在电解液中的迁移，有助于提升钠离子电池的低温性能。
作为一个可选的实施例，添加剂占电解液的质量百分比为0.5％～5％。优选为0.5％～3％。
本申请实施例的添加量限定在0.5％～3％的原因在于：在电池行业中，添加剂的实际添加量受到添加剂溶解度(部分添加剂溶解度较小)、生产成本、对电解液体系稳定性等因素的影响，如添加量过多可能导致钠盐析出，溶液变色等，而且含量过高还会使得还原成膜的能力过强，在负极表面形成的SEI膜过厚，反而会增加电池内阻，进而对电池性能带来负面影响；添加量过低则在负极形成的SEI膜不完整，对电池后续循环改善效果欠佳，无法达到预期效果，因此选取适当的添加剂的添加量是十分必要的，通过将添加剂含量控制在上述范围内，可以保证电解液的稳定性与成膜效果，进而达到改善电池循环性能的目的。其中，添加剂占电解液的质量百分比可以为0.5％、1％、2％、3％或上述限定范围内的任一数值。
作为一个可选的实施例，凝胶电解质还包括无机纳米粒子，无机纳米粒子和电解液分散在凝胶膜中形成凝胶电解质。
本申请实施例使用无机纳米粒子作为填料，均匀分散在凝胶膜中的无机纳米粒子丰富了凝胶膜的孔道，同时增强了凝胶膜孔道结构的稳定性，从而提高了凝胶膜的离子电导率，以及提高了钠离子的迁移率；而且无机纳米粒子表面含有大量亲水性的羟基官能团，有助于进一步提高凝胶膜的保水性，从而可缓解凝胶膜因失水过快导致膜结构稳定性降低的问题；此外，添加无机纳米粒子能提升凝胶膜的机械性能。因此，拥有上述优势性能的凝胶电解质能够显著提升钠离子电池的安全性、稳定性和电化学性能。
另外，无机纳米粒子的粒径在1nm～100nm之间。
作为一个优选的实施例，无机纳米粒子占凝胶膜的质量百分比为0.1％～20％。
本申请实施例的无机纳米限定在0.1％～20％的原因在于：无机纳米粒子添加量过多可能会在凝胶膜中发生聚集，凝胶电解质得到粘度增大，造成凝胶电解质性能的下降；添加量过低可能会无法形成三维多孔堆积结构，对凝胶膜的离子电导率的改善效果欠佳，因此选取适当的无机纳米粒子的添加量是十分必要的，通过将无机纳米粒子含量控制在上述范围内，可以保证钠离子的迁移率，进而达到改善电池循环性能的目的。其中，无机纳米粒子占凝胶膜的质量百分比可以为0.1％、0.5％、1％、5％、10％、15％、20％或上述限定范围内的任一数值。
作为一个优选的实施例，无机纳米粒子为SiO2、Al2O3、SnO2、TiO2、LiAlO2、CeO2、Fe2O3、稀土、黏土或沸石中的一种或多种。
本申请实施例的无机纳米粒子可以为无机纳米氧化物，无机纳米氧化物具有良好的亲水性，微小的纳米粒子在凝胶膜中能自行组装成三维多孔堆积结构，纳米孔隙内可储存大量通过氢键吸附的水分子。因此将该无机纳米氧化物与有机聚合物复合，制备的复合凝胶电解质同时具有较好的力学性能和保液性能。
作为一个可选的实施例，凝胶膜包括基体膜和附着于基体膜上的聚合物。
与传统的液态有机电解液相比，凝胶电解质具有相对高的稳定性、可有效解决钠枝晶、负极游离细微颗粒导致自放电、电极界面SEI膜恶化等负极上的问题，从而提升钠离子电池的电化学性能。
而且与固体电解质相比，凝胶聚合物电解质具有较高的离子传导性，含有上述凝胶聚合物电解质的聚合物电解质电池能得到相对高的高速率放电性能。
作为一个可选的实施例，凝胶膜和电解液的质量比为(1～9)：(9～1)。
其中，凝胶膜和电解液的质量比可以为1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1或上述限定范围内的任一数值。
作为一个优选的实施例，基体膜和聚合物的质量比为(4～9)：(6～1)。
其中，基体膜和聚合物的质量比可以为4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1或上述限定范围内的任一数值。
作为一个优选的实施例，基体膜包括无纺布、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层复合膜、聚酰亚胺、芳纶、纤维素和玻璃纤维中的一种或多种。
作为一个优选的实施例，聚合物包括聚偏二氟乙烯PVdF、聚丙烯腈PAN、聚环氧乙烷PEO、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚六氟丙烯HFP和聚苯乙烯氧化物PPO中的一种或多种。
作为一个可选的实施例，凝胶膜和电解液的质量比为(1～9)：(9～1)。
其中，凝胶膜和电解液的质量比可以为1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1或上述限定范围内的任一数值。
作为一个可选的实施例，对于钠离子电池而言，电池的工作电压远高于水的分解电压，故其电解液常采用非水有机溶剂，如乙醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯等。
与前述应用功能实现装置实施例相对应，本申请还提供了一种凝胶电解质的制备方法和钠离子电池及相应的实施例。
本申请实施例提供一种凝胶电解质的制备方法，包括：
S1：将钠盐和添加剂溶解于有机溶剂中形成电解液；
S2：将电解液分散在凝胶膜中，得到凝胶电解质。
其中，凝胶膜包括基体膜和附着于基体膜上的聚合物。形成凝胶膜的方法选自相转移法、浸泡法、静电纺丝法或旋转喷涂法，只要能够使聚合物涂覆于基体膜上，形成凝胶膜即可。
本申请实施例还提供一种钠离子电池，包括正极、负极和凝胶电解质，凝胶电解质设在正极和负极之间，凝胶电解质为前述的凝胶电解质，或前述的凝胶电解质的制备方法制备得到的凝胶电解质。
可选的，有机溶剂占电解液的质量百分比为40％～90％，有机溶剂包括环状碳酸酯溶剂和链状碳酸酯溶剂中的一种或多种。
可选的，电解质盐选自钠盐，钠盐占电解液的质量百分比为5％～25％。
可选的，钠盐包括六氟磷酸钠、高氯酸钠、双(三氟甲基磺酰基)亚胺钠(NaTFSI)和双氟磺酰亚胺钠(NaFSI)中的一种或多种。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例阐述本申请，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
实施例1
1、凝胶电解质的制备：
(1)将质量比为1:1的聚偏二氟乙烯PVdF和聚丙烯腈PAN加入到装有N-甲基吡咯烷酮NMP的三口烧瓶中，机械搅拌2小时使之充分溶解，得到凝胶聚合物溶液，其中搅拌速度为250r/min。
(2)在(1)的溶液中分批次缓慢加入10％wt的无机纳米Al2O3颗粒，机械搅拌4h。
(3)将步骤(2)得到的共混聚合物溶液转移到静电纺丝设备中，然后将共混聚合物溶液涂布在无纺布上，在空气中将溶剂挥发2小时后转入60℃的真空烘箱中，继续干燥12小时，得到共混的凝胶聚合物隔膜。
(4)将环状的碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC和线性碳酸酯溶剂碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙(DEC按质量比为EC：PC：EMC：DEC＝1：2：5：2混合，采用分子筛纯化除杂、除水，得到有机溶剂；
(5)在室温下，在惰性气氛中向(4)的有机溶液中加入钠盐六氟磷酸钠如高氯酸钠、NaTFSI、NaFSI等，形成浓度为1mol/L的基准电解液；
(6)在步骤(5)制备的基准电解液中加入1.0wt.％的4-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯，得到含氰基苯基硼酸酯添加剂的电解液。
(7)在惰性气氛下，将步骤(6)制备的电解液滴加到步骤(3)制得的凝胶聚合物隔膜中，使其吸收饱和，得到凝胶电解质。
2、电极的制备：
(1)正极极片采用镍铁锰酸钠(NaNiFeMnO2)、导电剂SP，聚偏二氟乙烯(94.5:3.0:2.5)在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合，经涂布、干燥、辊压、分切后得到59*79mm的正极片。
(2)负极片采用硬碳，导电剂乙炔黑，粘结剂丁苯橡胶，增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，经涂布、干燥、辊压、分切后得到60*80mm的负极片。
3、钠离子电池的制作：
以凝胶聚合物电解质作为隔离膜，将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后采用卷绕工艺制备出裸电芯。将裸电芯放置于铝塑膜中进行封装，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成钠离子电池的制备。
实施例2～17
按照下述表1中凝胶电解质的组分和各组分的质量占比，采用上述相同的制备方法，分别制得实施例2～17对应的钠离子电池。
对比例1～4
按照下述表1中凝胶电解质的组分和各组分的质量占比，采用上述相同的制备方法，分别制得对比例1～4对应的钠离子电池。
表1中各添加剂的结构式如下：
4-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯：
3-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯：
2-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯：
3,5-二氰基苯基硼酸1,3-丙二酯：
4、性能测试
将上述各实施例和各对比例所制作的钠离子电池，按照下述方法分别进行对应的性能测试，计算获得表1中的测试数据。
(1)、45℃循环测试：
测试方法为：在45℃±2℃的恒温箱中，将钠离子电池以1C恒流恒压充至4.0V，截止电流0.05C，再按1C放电至1.5V，按上述条件进行多次充放电循环。分别计算每个电池在循环400周后的容量保持率。
计算公式：容量保持率(％)＝对应循环周数放电容量(mAh)/第三周循环的放电容量(mAh)*100％。
每个实施例和对比例均使用5只电池进行测试。分别将每组5只电池通过不同周次循环后的容量保持率取平均值记录于表3中。
(2)、电池高低温放电测试
测试实施例3、实施例13和对比例1的钠离子电池在-20℃、-10℃、0℃、5℃、45℃、60℃的放电性能，计算获得表2和图1中的测试数据。
以-20℃电池放电测试为例：在25℃环境条件下，将分容后的电池按0.2C放电至1.5V，搁置5min；再按0.2C充电至4.0V。当电芯电压达到4.0V时，改为按照4.0V恒压充电，直到充电电流小于或等于给定的截止电流0.05C时，搁置5min。将满充电池转移至高低温箱内，设定-20℃，待温箱温度达到后，搁置箱内120min。取出电池，然后以0.2C放电至终止电压1.5V，搁置5min；再把高低温箱温度调至25℃±3℃，待温箱达到设定温度后，将电池搁置箱内60min。取出电池，按0.2C充电至4.0V。当电芯电压达到4.0V时，改为4.0V恒压充电，直到充电电流小于或等于给定截止电流0.05C，搁置5min。计算电池在-20℃低温放电1.5V后的容量保持率。
计算公式：-20℃放电1.5V容量保持率(％)＝(-20℃放电至1.5V放电容量/25℃放电至1.5V放电容量)×100％。
表1
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表2
结合表1、表2和图1的相关数据，通过将实施例13和对比例1比较发现，当添加剂为氰基苯基硼酸酯类化合物时，电池的循环性能和高低温放电性能更优，这是由于氰基苯基硼酸酯类化合物中包含的氰基官能团与正极材料表面的过渡金属具有较强的络合作用，可形成CEI膜保护正极材料并抑制金属元素溶出，从而提升钠离子电池的循环性能和高低温放电性能。
通过将实施例1至实施例4、实施例5至实施例8、实施例9至实施例12、当添加剂为4-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯、3-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯、2-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯时，随着添加剂含量的增加，电池的循环性能也随之提升，但是随着添加剂的用量继续增多，反而会导致电池的循环性能随之降低，这是由于随着单氰基取代苯基硼酸酯类添加剂用量增多，腈类官能团在电极表面参与成膜程度加剧，导致界面膜阻抗增加，引起容量的衰减；通过将实施例13至实施例16以及对比例4比较发现，当添加剂为3,5-二氰基苯基硼酸1,3-丙二酯时，随着添加剂含量的增加，电池的循环性能反而随之降低，这是由于随着多氰基取代苯基硼酸酯类添加剂用量增多，参与形成电极界面膜的程度加深，增加界面膜的阻抗，不利于离子的迁移。说明添加剂在电极上形成界面膜的质量与取代基种类、数量和位置有关，当取代基为氰基，取代数量越多，可在添加量较少的条件下就能大大提升电池循环性能。
通过将实施例13、实施例17和对比例2比较发现，添加无机纳米粒子，可提升电池循环性能。
通过将实施例13、对比例1、对比例2和对比例3比较发现，相较于只添加氰基苯基硼酸酯类化合物和无机纳米粒子中的一种，或者两种都不添加，同时添加氰基苯基硼酸酯类化合物和无机纳米粒子对电池的循环性能有明显提升，说明氰基苯基硼酸酯类化合物和无机纳米粒子对电池的循环性能有协同作用。上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种凝胶电解质，其特征在于，包括电解液和凝胶膜，所述电解液分散在所述凝胶膜中形成所述凝胶电解质，所述电解液包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂结构式如下：
其中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、C1-C3的氰基烷基、卤素、C1-C4的烷基、C1-C4的卤代烷基、苯基、卤代苯基中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述添加剂包括4-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯、3-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯、2-氰基苯基硼酸1,3-丙二酯和3,5-二氰基苯基硼酸1,3-丙二酯中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的凝胶电解质，其特征在于，所述添加剂占所述电解液的质量百分比为0.5％～5％。
4.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述凝胶电解质还包括无机纳米粒子，所述无机纳米粒子和所述电解液分散在所述凝胶膜中形成所述凝胶电解质。
5.根据权利要求4所述的凝胶电解质，其特征在于，所述无机纳米粒子占所述凝胶膜的质量百分比为0.1％～20％；和/或，所述无机纳米粒子为SiO2、Al2O3、SnO2、TiO2、LiAlO2、CeO2、Fe2O3、稀土、黏土或沸石中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述凝胶膜包括基体膜和附着于所述基体膜上的聚合物；和/或，所述凝胶膜和所述电解液的质量比为(1～9)：(9～1)。
7.根据权利要求6所述的凝胶电解质，其特征在于，所述基体膜和所述聚合物的质量比为(4～9)：(6～1)；和/或，所述基体膜包括无纺布、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层复合膜、聚酰亚胺膜、芳纶、纤维素和玻璃纤维中的一种或多种；和/或，所述聚合物包括聚偏二氟乙烯PVdF、聚丙烯腈PAN、聚环氧乙烷PEO、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚六氟丙烯HFP和聚苯乙烯氧化物PPO中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述凝胶膜和所述电解液的质量比为(1～9)：(9～1)。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括：
将所述钠盐和所述添加剂溶解于所述有机溶剂中形成电解液；
将所述电解液分散在所述凝胶膜中，得到凝胶电解质。
10.一种钠离子电池，其特征在于，包括正极、负极和凝胶电解质，所述凝胶电解质设在所述正极和所述负极之间，所述凝胶电解质为权利要求1～8任一项所述的凝胶电解质，或权利要求9所述的凝胶电解质的制备方法制备得到的凝胶电解质。
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