CN117594879A - 电解液添加剂、电解液、电池 - Google Patents

电解液添加剂、电解液、电池 Download PDF

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Abstract

本申请公开了电解液添加剂、电解液、电池。该电解液添加剂包括六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐。将该电解液添加剂添加到二次电池的电解液中,有利于改善提升电池的循环性能、倍率性能和高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。

Description

电解液添加剂、电解液、电池
技术领域
本申请属于电池领域,具体涉及电解液添加剂、电解液、电池。
背景技术
锂离子电池是目前应用最广泛的锂电池技术,以新能源汽车和储能装置为例,随着新能源动力汽车以及储能市场的需求加大,越来越多的新能源企业也开始增加对于新能源电池的产业布局,其中作为新能源汽车用的磷酸铁锂、三元锂离子电池以及储能用的磷酸铁锂锂离子电池的装机量占据了主要市场份额。然而,面对锂离子电池原材料碳酸锂等资源分布以及价格因素影响,寻找并选择一种使用性能提升的锂离子电池或可以替代锂离子电池用于动力汽车及储能等领域的新型电池至关重要。
发明内容
本申请旨在在一定程度上解决二次电池相关技术中的技术问题之一。为此,本申请的一个目的在于提出电解液添加剂、电解液、电池,将该电解液添加剂添加到二次电池的电解液中,有利于改善电池的循环性能、倍率性能和高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
本申请第一方面提出了一种电解液添加剂,包括:六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐。
本申请第一方面的电解液添加剂中,六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐可发挥相互作用,甲烷二磺酸亚甲酯不仅可以与六亚甲基二异氰酸酯反应,在改善电池内部离子传输能力的同时降低界面钝化膜的阻抗,有效改善电池的倍率性能及高温性能,而且六亚甲基二异氰酸酯的异氰酸酯基团还可以与电解液中微量或痕量的水分发生反应并无副产物产生,对于稳定甲烷二磺酸亚甲酯有较好的效果,能明显改善因甲烷二磺酸亚甲酯对水比较敏感而易导致电解液中水分含量上升,导致电解液的基础物性(如水分含量、酸度值、色度等)变化以及进而导致的电池性能不佳等问题;进一步地,以钠离子电池为例(此时二氟磷酸盐为二氟磷酸钠),二氟磷酸盐不仅可以参与界面成膜,并有效增加NaF等物质的含量,改善循环性能,更重要的是可以改善因采用六亚甲基二异氰酸酯带来的低温放电容量降低的问题。由此,将该电解液添加剂用于二次电池(如钠离子电池)中,有利于改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能,改善电池的使用性能和日历寿命。
在一些实施方式中,所述二氟磷酸盐的阳离子与电解液中电解质盐的阳离子相同。由此有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,所述二氟磷酸盐包括二氟磷酸钠和/或二氟磷酸锂。由此,可将所述电解液添加剂应用于钠离子电池和/或锂离子电池中,并改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,所述电解液添加剂包括:所述六亚甲基二异氰酸酯、所述甲烷二磺酸亚甲酯和所述二氟磷酸盐的质量比为(0.05~3):(0.1~5):(0.1~1)。由此,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,电解液添加剂包括:所述六亚甲基二异氰酸酯、所述甲烷二磺酸亚甲酯和所述二氟磷酸盐的质量比为(0.1~1):(0.1~1):(0.1~0.5)。由此,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,所述六亚甲基二异氰酸酯和所述甲烷二磺酸亚甲酯的质量比为(0.1~1):1。由此,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
本申请第二方面提出了一种电解液,包括本申请第一方面所述的电解液添加剂。由此,将该电解液添加剂用于二次电池(如钠离子电池等)中,有利于改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,基于所述电解液的总质量,所述电解液添加剂的质量占比为0.25wt%~9wt%。由此,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,基于所述电解液的总质量,所述电解液添加剂的质量占比为1wt%~5wt%。由此,进一步有利于使电池获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,所述的电解液包括:7~20重量份的电解质盐、60~88重量份的非水有机溶剂、0.05~3重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.1~5重量份的甲烷二磺酸亚甲酯、0.1~1重量份的二氟磷酸盐。由此,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,所述的电解液还包括:助剂,所述助剂包括氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、丁二酸酐、二甲基马来酸酐中的至少之一。由此,可以提高了极片表面材料和界面的稳定性,进而显著改善电池性能。
在一些实施方式中,基于所述电解液的总质量,所述助剂的质量占比为不大于10wt%。由此,可以进一步改善电池性能。
在一些实施方式中,基于所述电解液的总质量,所述助剂的质量占比为1wt%~3wt%。由此,可以进一步改善电池性能。
在一些实施方式中,所述的电解液包括:9~18重量份的电解质盐、65~86重量份的非水有机溶剂、0.1~1重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.1~1重量份的甲烷二磺酸亚甲酯、0.1~0.5重量份的二氟磷酸盐、0.1~3重量份的所述助剂。由此,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能。
在一些实施方式中,所述电解质盐包括钠盐,所述钠盐包括六氟磷酸钠、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和双氟代磺酰亚胺钠中的至少一种。
在一些实施方式中,所述电解质盐包括锂盐,所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟代磺酰亚胺锂中的至少一种;
在一些实施方式中,所述非水有机溶剂包括碳酸酯类化合物和/或羧酸酯类化合物。
在一些实施方式中,所述钠盐包括六氟磷酸钠,以及选自高氯酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、双三氟甲基磺酰亚胺钠和双氟代磺酰亚胺钠中的至少一种。由此,有利于进一步改善电池性能。
在一些实施方式中,所述锂盐包括六氟磷酸锂,以及选自高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟代磺酰亚胺锂中的至少一种。由此,有利于进一步改善电池性能。
本申请第三方面提出了一种电池,包括:本申请第二方面的所述电解液。由此,该电池兼具较好的倍率性能、循环性能及高低温性能。
在一些实施方式中,所述电池为钠离子电池。
在一些实施方式中,所述钠离子电池工作电压为3.0V~4.2V。
在一些实施方式中,所述钠离子电池还包括:正极活性材料和负极活性材料,所述正极活性材料包括Nax1M1O2、Nax2M2[M3(CN)6]、NaFePO4、Na3V2(PO4)3、Na2M4P2O7、Na2Fe2(SO4)3、Na2M4(SO4)2·2H2O中的至少之一,其中:0<x1≤1,M1包括Ni、Co、Mn、Fe、Cu中的至少之一,0<x2<6,M2包括Ni、Fe、Mn中的至少之一,M3包括Fe、Mn中的至少之一,M4包括Fe、Co、Mn、Cu中的至少之一,所述负极活性材料包括软碳、硬碳、钛酸钠、钠金属、钠合金、能与钠形成合金的金属中的至少之一。
在一些实施方式中,所述电池为锂离子电池。
在一些实施方式中,所述锂离子电池工作电压为2.5~4.2V。
在一些实施方式中,所述锂离子电池还包括:正极活性材料和负极活性材料,所述正极活性材料包括LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2、镍锰酸锂、钴酸锂、富锂锰基固溶体、锰酸锂中的一种或多种,其中,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,且0≤x+y+z≤1,所述负极活性材料包括人造石墨、锂金属、包覆型天然石墨、硅碳负极、硅负极中的一种或多种。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
本申请的技术方案是发明人基于下列发现完成的:改善电池性能,如倍率性能、循环性能或高低温性能,有利于延长电池的日历寿命。以钠离子电池为例,作为与锂金属元素同一主族的钠金属元素,其构成的钠离子电池,因元素化学性质类似且前驱体材料资源丰富、价格低廉成为可以替代锂离子电池的友好选择。钠离子电池与锂离子电池相比,主要区别在于氧化还原电位对由Li+/Li变成了Na+/Na,而由于Na+半径更大,在储钠材料中的扩散速率更慢,严重影响电化学性能,具体表现在钠离子电池进行充电过程中,钠离子从正极的结构中脱出,穿梭在电解液中,嵌入负极,而在放电过程中,Na+因离子半径过大,导致嵌入负极的钠离子不能完全脱出,随着电化学反应的进行,部分钠离子会在负极被还原成钠金属,造成负极材料的破坏,电池的倍率、循环、高低温性能将受到不可逆的影响,进而会影响到电池的日历寿命。其中,解决因钠离子在电解液中扩散速率带来的不良影响,对于改善钠离子电池倍率、循环以及高低温性能尤为重要。功能性添加剂作为电池电解液的主要组成之一,在电池发挥良好的电化学性能中起到关键作用,钠离子电池因钠离子扩散速率问题,引起的电池倍率、循环性能降低、高温存储产气以及低温电池容量降低等问题,可以通过选择合适的电解液功能性添加剂组合来改善上述问题。而通过将六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)和二氟磷酸盐(如二氟磷酸钠等)联用,可以使三者发挥相互作用,使电池能够兼顾较好的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以改善电池的使用性能和日历寿命。
有鉴于此,本申请第一方面提出了一种电解液添加剂,包括:六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐。
本申请第一方面的电解液添加剂中,六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐可发挥相互作用,其中,甲烷二磺酸亚甲酯不仅可以与六亚甲基二异氰酸酯反应,在改善电池内部离子传输能力的同时降低界面钝化膜的阻抗,有效改善电池的倍率性能及高温性能,而且六亚甲基二异氰酸酯的异氰酸酯基团还可以与电解液中微量或痕量的水分发生反应并无副产物产生,对于稳定甲烷二磺酸亚甲酯有较好的效果,能明显改善因甲烷二磺酸亚甲酯对水比较敏感而易导致电解液中水分含量上升,导致电解液的基础物性(如水分含量、酸度值、色度等)变化以及进而导致的电池性能不佳等问题(如阻抗增加、胀气等问题);进一步地,以钠离子电池为例(此时二氟磷酸盐为二氟磷酸钠),二氟磷酸盐不仅可以参与界面成膜,并有效增加NaF等物质的含量,改善循环性能,更重要的是可以改善因采用六亚甲基二异氰酸酯带来的低温放电容量降低的问题。由此,将该电解液添加剂用于二次电池(如钠离子电池)中,能够有效改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,进而可以获得更好的综合性能,改善电池的使用性能和日历寿命。
可以理解的是,本申请中,所述二氟磷酸盐可以根据电池类型或电解液中电解质的种类灵活选择,例如,针对钠离子电池,可以采用二氟磷酸钠(NaDFP);而针对锂离子电池,则可以采用二氟磷酸锂(LiDFP)。另外,还需要说明的是,所述电解液添加剂中,六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐既可以直接混合保存,也可以分别独立保存,在配置电解液时再进行混合。另外,本申请中所述的高低温性能指的是高温下的电化学性能和低温下的电化学性能,包括但不限于循环性能、放电容量等。可选地,二氟磷酸盐的阳离子与电解液中电解质盐的阳离子可以相同或部分相同,作为一些具体示例,二氟磷酸盐的阳离子与电解液中电解质盐的阳离子相同,由此有利于进一步改善电池的循环性能、倍率性能和高低温性能,使电池获得更好的综合性能。
在本申请的一些实施方式中,二氟磷酸盐可以包括二氟磷酸钠和/或二氟磷酸锂。示例性的,当电解液添加剂用于锂离子电池时,二氟磷酸盐可以包括二氟磷酸锂;当电解液添加剂用于钠离子电池时,二氟磷酸盐可以包括二氟磷酸钠。由此,有利于改善电池内部的离子传输能力,改善电池的循环性能、倍率性能和高低温性能。以钠离子电池为例,将二氟磷酸钠与六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯复配,可以有效解决钠离子电池因钠离子扩散速率引起的电池倍率、循环性能降低、高温存储产气以及低温电池容量降低等问题,使钠离子电池兼顾较好的倍率性能、循环性能及高低温性能。
在本申请的一些实施方式中,电解液添加剂中,六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐的质量比可以为(0.05~3):(0.1~5):(0.1~1),即,六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐的相对重量份数可以依次为:0.05~3重量份、0.1~5重量份和0.1~1重量份。例如,基于0.1~1重量份数(如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等)的二氟磷酸盐,六亚甲基二异氰酸酯的相对重量份数可以为0.05、0.1、0.5、1、1.2、1.5、1.8、2、2.2、2.5、2.8、3等;甲烷二磺酸亚甲酯的相对重量份数可以为0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等;可选地,二氟磷酸盐可以为二氟磷酸钠。以钠离子电池为例,甲烷二磺酸亚甲酯电导率高且正负极成膜阻抗较小,其含量增加虽然有利于进一步改善电池内部的离子传输能力,进而改善倍率性能和循环性能,但同时也会增加电解液中水分含量升高的风险,容易影响到电解液的基础物性(如水分含量、酸度值、色度等),进而导致电池性能不佳等问题;而六亚甲基二异氰酸酯含量增加虽有利于进一步消耗电解液中的水分,但同时对电池低温放电容量的不利影响也会增加;二氟磷酸盐低温阻抗较小,可以参与界面成膜,其含量增加既有利于改善电池低温放电容量下降等问题,还能增加NaF等物质的含量,改善低温性能和循环性能。而通过综合控制六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐的用量满足所给范围,既可以使三者发挥各自的优势,又能相互作用弥补各自的不足,达到更好的综合效果,将其用于二次电池的电解液中可以进一步使电池兼顾较好的循环性能、倍率性能和高低温性能,进而可以使电池获得更好的综合性能。
在本申请的一些实施方式中,电解液添加剂中,六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐的质量比可以为(0.1~1):(0.1~1):(0.1~0.5),即,六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐的相对重量份数可以依次为:0.1~1重量份、0.1~1重量份和0.1~0.5重量份。例如,基于0.1~0.5重量份数(如0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5等)的二氟磷酸盐,六亚甲基二异氰酸酯的重量份数可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等;甲烷二磺酸亚甲酯的重量份数可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等。可选地,二氟磷酸盐可以为二氟磷酸钠。通过进一步控制电解液添加剂中六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐的用量满足所给范围,有利于进一步使电池兼顾较好的循环性能、倍率性能和高低温性能,使电池获得更好的综合性能。
在本申请的一些实施方式中,六亚甲基二异氰酸酯和甲烷二磺酸亚甲酯的质量比可以为(0.1~1):1,例如可以为0.1/1、0.2/1、0.3/1、1/3、0.4/1、0.5/1、0.6/1、2/3、0.7/1、0.8/1、0.9/1、1/1等,采用六亚甲基二异氰酸酯有利于改善电池的高温存储产气问题,采用甲烷二磺酸亚甲酯有利于改善电池的倍率性能和循环性能,通过进一步控制二者的相对用量满足所给范围,可以在改善电池内部离子传输能力并降低界面钝化膜阻抗的基础上,既能有效改善甲烷二磺酸亚甲酯的使用对电解液含水量产生的负面影响,还能降低六亚甲基二异氰酸酯的使用对电池低温放电容量产生的负面影响,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,使电池获得更好的综合性能。
本申请第二方面提出了一种电解液,包括本申请第一方面的电解液添加剂。由此,将该电解液添加剂用于二次电池(如钠离子电池)中,能够有效改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,使其获得更好的综合性能。
在本申请的一些实施方式中,基于电解液的总质量,电解液添加剂的质量占比可以为0.25wt%~9wt%,例如可以为0.25wt%、0.5wt%、0.75wt%、1wt%、1.25wt%、1.5wt%、1.75wt%、2wt%、2.25wt%、2.5wt%、2.75wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%等,电解液中,电解液添加剂的含量升高有利于改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,但以二氟磷酸钠为例,电解液中二氟磷酸盐的溶解度相对较低,若二氟磷酸盐的添加量超出其溶解度上限,可能会导致电解液中能发挥有效作用的二氟磷酸盐的含量相对于六亚甲基二异氰酸酯和甲烷二磺酸亚甲酯不足,影响三者之间的相互作用效果,影响电解液添加剂对电池性能的改善效果,而通过控制所述电解液添加剂在电解液中的质量占比满足上述范围,可以使电解液添加剂能够在较低的用量基础上发挥较好的改善效果,进而使电池兼具较好的倍率性能、循环性能及高低温性能,获得更好的综合性能。可选地,基于电解液的总质量,电解液添加剂的质量占比可以为1wt%~5wt%,由此进一步有利于使电池兼具较好的倍率性能、循环性能及高低温性能。
在本申请的一些实施方式中,电解液可以包括:7~20重量份的电解质盐、60~88重量份的非水有机溶剂、0.05~3重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.1~5重量份的甲烷二磺酸亚甲酯、0.1~1重量份的二氟磷酸盐。可选地,二氟磷酸盐的阳离子可以与电解质盐的阳离子相同,例如,当电解质盐为钠盐时,二氟磷酸盐可选用钠盐;当电解质盐为锂盐时,二氟磷酸盐可选用锂盐。再例如,电解液中电解质盐的重量份数可以为9~18、7、9、12、15、18、20,等等;非水有机溶剂的重量份数可以为60、64、68、72、76、80、84、88等。通过控制电解液中各组分的用量满足所给范围,可以进一步降低因二氟磷酸盐溶解度对电解液添加剂效果可能产生的负面影响,使电解液添加剂能够在较低的用量基础上发挥较好的改善效果,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,使电池获得更好的综合性能。
在本申请的一些实施方式中,所述电解液还可以包括:助剂,助剂可以包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、双氟代碳酸乙烯酯(DFEC)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、硫酸丙烯酯(PCs)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯(TMSPi)、磷酸三苯酯(TPP)、亚磷酸三苯酯(TPPi)、丁二酸酐(SA)、二甲基马来酸酐(DMMA)中的至少之一。所述助剂的加入有利于在极片材料表面形成稳定的界面膜,降低电解液与极片表面之间的内阻,提高极片表面材料和界面的稳定性,进而显著改善电池的循环与高温存储性能。进一步地,助剂可以优选采用硫酸乙烯酯(DTD)和/或1,3-丙烷磺酸内酯(PS),由此能够有效提高钠离子电池的循环与高温存储性能。
在本申请的一些实施方式中,基于电解液的总质量,助剂的质量占比可以不大于10wt%,例如可以为0.2wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%等。通过进一步控制助剂的含量满足所给范围,既可以改善电池循环与高温性能,还可以降低助剂添加量过多可能对电解液本身质量和电池性能可能产生的不利影响。进一步地,基于电解液的总质量,助剂的质量占比可以为1wt%~3wt%。由此,可以在有效提高钠离子电池的循环与高温存储性能的基础上降低助剂的用量。
在本申请的一些实施方式中,所述电解液可以包括:9~18重量份的电解质盐、65~86重量份的非水有机溶剂、0.1~1重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.1~1重量份的甲烷二磺酸亚甲酯、0.1~0.5重量份的二氟磷酸盐、0.1~3重量份的助剂。由此,有利于进一步改善钠离子电池的倍率性能、循环性能及高低温性能。由此,有利于进一步改善电池的倍率性能、循环性能及高低温性能,使电池获得更好的综合性能。所述电解质盐可以包括钠盐和/或锂盐,所述二氟磷酸盐可以为二氟磷酸钠和/或二氟磷酸锂。
在本申请的一些实施方式中,所述电解质盐可以包括钠盐,所述电解液可以包括:9~18重量份的钠盐、65~86重量份的非水有机溶剂、0.1~1重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.1~1重量份的甲烷二磺酸亚甲酯、0.1~0.5重量份的二氟磷酸钠、0.1~3重量份的助剂。所述电解液可以用于钠离子电池中,有利于进一步改善钠离子电池的倍率性能、循环性能及高低温性能。进一步地,钠盐可以包括六氟磷酸钠(NaPF6)、高氯酸钠(NaClO4)、双草酸硼酸钠(NaBOB)、二氟草酸硼酸钠(NaDFOB)、双三氟甲基磺酰亚胺钠(NaTFSI)和双氟代磺酰亚胺钠(NaFSI)中的至少一种。任选地,钠盐可以包括六氟磷酸钠,以及选自高氯酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、双三氟甲基磺酰亚胺钠和双氟代磺酰亚胺钠中的至少一种,以钠盐为主盐,并在此基础上加入其它钠盐型添加剂(NaFSI)作为辅盐,所制得的钠离子电池的倍率性能以及低温放电性能更佳,优选地,钠盐中六氟磷酸钠的含量可以大于或等于其它钠盐型添加剂的含量。
在本申请的一些实施方式中,所述电解质盐可以包括锂盐,所述锂盐可以包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟代磺酰亚胺锂中的至少一种,例如,所述锂盐可以包括六氟磷酸锂,以及选自高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟代磺酰亚胺锂中的至少一种;再例如,所述锂盐可以仅包括六氟磷酸锂。
在本申请的一些实施方式中,非水有机溶剂可以包括碳酸酯类化合物和/或羧酸酯化合物,碳酸酯类化合物可以包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC),以及所述碳酸酯类化合物的氟代物中的一种或多种;羧酸酯类化合物可以选自乙酸丙酯(PA)、乙酸丁酯(BA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB),以及所述羧酸酯类化合物的氟代物中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,针对钠离子电池,所述电解液中,以电解液的总质量为基准:六亚甲基二异氰酸酯的质量百分比可以为0.05wt%~3wt%,更优选可以为0.1wt%~1wt%,具体可以包括但不限于为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%;甲烷二磺酸亚甲酯的质量百分比可以为0.1wt%~5wt%,更优选可以为0.1~1wt%,具体可以包括但不限于为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%;二氟磷酸钠的质量百分比可以为0.1wt%~1wt%,更优选可以为0.1wt%~0.5wt%,具体可以包括但不限于为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%;钠盐的质量百分比可以为7wt%~20wt%,更优选可以为9wt%~18wt%,具体可以包括但不限于为9wt%、10.5wt%、12wt%、13.5wt%、15wt%、16.5wt%、18wt%;非水有机溶剂的质量百分比可以为60wt%~88wt%,更优选可以为65wt%~86wt%,具体可以包括但不限于为65wt%、66wt%、67wt%、68wt%、69wt%、70wt%、71wt%、72wt%、73wt%、74wt%、75wt%、76wt%、77wt%、78wt%、79wt%、80wt%、82wt%、83wt%、86wt%;助剂的质量百分比可以为0wt%~10wt%,更优选可以为0.1wt%~3wt%。具体但不限于为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%。由此,可以使钠离子电池兼具较好的倍率性能、循环性能及高低温性能,获得更好的综合性能。
在本申请一些实施方式中,所述电解液既可以仅包括电解质盐、非水有机溶剂、六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟磷酸盐和助剂,也可以包括少量能够改善电池某些性能的其它常规添加剂,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,此处不再赘述。
另外,还需要说明的是,针对本申请第一方面的电解液添加剂所描述的特征及效果同样适用于本申请第二方面的电解液,此处不再赘述。
本申请第三方面提出了一种电池,其包括本申请第二方面的电解液。
本申请第三方面的电池因其电解液的添加剂包括六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸钠,六亚甲基二异氰酸酯和甲烷二磺酸亚甲酯的反应产物磺酸基异氰酸酯不仅可以提升电池内部离子传输能力,还可以降低界面钝化膜的阻抗,改善高温性能,同时二氟磷酸钠与二者反应后可以改善低温放电的容量降低问题,从而在高电压下改善钠离子电池的倍率、循环以及高低温性能。由此,该电池兼具较好的倍率性能、循环性能及高低温性能。需要说明的是,针对本申请第一方面的电解液添加剂和本申请第二方面的电解液所描述的特征及效果同样适用于该电池,此处不再赘述。另外,还需要说明的是,所述电池的类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择,例如可以为二次电池。
在本申请的一些实施方式中,所述电池可以为钠离子电池或锂离子电池。进一步地,所述钠离子电池的工作电压可以为3.0V~4.2V,所述锂离子电池的工作电压可以为2.5V~4.2V。
在本申请的一些实施方式中,所述电池还可以包括:正极活性材料和负极活性材料。
其中:
以钠离子电池为例:正极活性材料可以包括氧化物类正极活性材料、普鲁士类正极活性材料、聚阴离子类正极活性材料中的一种或多种,例如可以包括但不限于Nax1M1O2、Nax2M2[M3(CN)6]、NaFePO4、Na3V2(PO4)3、Na2M4P2O7、Na2Fe2(SO4)3、Na2M4(SO4)2·2H2O中的至少之一,其中:0<x1≤1,M1包括Ni、Co、Mn、Fe、Cu中的至少之一,0<x2<6,M2包括Ni、Fe、Mn中的至少之一,M3包括Fe、Mn中的至少之一,M4包括Fe、Co、Mn、Cu中的至少之一。作为一些具体示例,Nax1M1O2可以包括但不限于Na0.9[Cu0.22Fe0.3Mn0.48]O2、Na[Ni0.33Fe0.33Mn0.33]O2等。可选地,正极活性材料可以选自工作电压较高的Na[Ni0.33Fe0.33Mn0.33]O2、Na2Fe2(SO4)3。负极活性材料可以包括但不限于软碳、硬碳、钛酸钠、钠金属、钠合金、能与钠形成合金的金属中的至少之一。其中,软碳能在2500℃以上的高温下能石墨化的无定型碳,硬碳即便经高温处理,也难以出现石墨化的现象,表现出更强的储钠能力以及更低的工作电位。可选地,负极材料可以为硬碳或能与钠形成合金的金属,能与钠形成合金的金属可以包括但不限于钾、铝、铜、钼等。
以锂离子电池为例:正极活性材料可以包括但不限于LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2、镍锰酸锂、钴酸锂、富锂锰基固溶体、锰酸锂中的一种或多种,其中,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,且0≤x+y+z≤1,所述负极活性材料可以包括但不限于人造石墨、锂金属、包覆型天然石墨、硅碳负极、硅负极中的一种或多种。
通常情况下,电池包括正极极片、负极极片、电解液和隔离膜。在电池充放电过程中,活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解液在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间,主要起到防止正负极短路的作用,同时可以使离子通过。
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一侧表面的正极活性材料层,所述正极活性材料层包括正极活性材料,针对钠离子电池,所述正极活性材料层可以包括上述正极活性材料或本领域常用的正极活性材料;针对锂离子电池,所述正极活性材料层可以包括上述正极活性材料或本领域常用的正极活性材料。
在本申请一些实施方式中,所述正极集流体可包括金属箔片或复合正极集流体。例如,金属箔片可采用铝箔。复合正极集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一侧表面上的金属层,例如复合负极集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等基材)上而形成。
在本申请一些实施方式中,正极活性材料层还可选地包括导电剂和粘结剂。作为示例,所述导电剂可以包括但不限于超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维中的至少一种。作为示例,所述粘结剂可以包括但不限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
在本申请一些实施方式中,可以通过以下方式制备正极极片:将上述用于制备正极极片的组分,例如正极活性材料、导电剂、粘结剂分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮)中,形成正极浆料;将正极浆料涂覆在正极集流体上,经烘干、冷压等工序后,即可得到正极极片。
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一侧表面上的负极活性材料层,所述负极活性材料层包括负极活性材料,针对钠离子电池,所述负极活性材料层可以包括上述负极活性材料或本领域常用的负极活性材料;针对锂离子电池,所述负极活性材料层可以包括上述负极活性材料或本领域常用的负极活性材料。
在本申请一些实施方式中,所述负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等的基材)上而形成。
在本申请一些实施方式中,负极活性材料层还可选地包括导电剂和粘结剂。示例性的,导电剂可包括但不限于超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维中的至少一种。示例性的,所述粘结剂可包括但不限于丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)和羧甲基壳聚糖(CMCS)中的至少一种。
在本申请一些实施方式中,负极活性材料层还可选地包括其它助剂,例如增稠剂(如羧甲基纤维素(CMC))等。
在本申请一些实施方式中,可以通过以下方式制备负极极片:将上述用于制备负极极片的组分,例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其它组分分散于溶剂(例如去离子水)中,形成负极浆料;将负极浆料涂覆在负极集流体上,经烘干、冷压等工序后,即可得到负极极片。
本申请对隔离膜的种类没有特别的限制,可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在本申请一些实施方式中,隔离膜的材质可包括但不限于玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯或聚偏二氟乙烯中的至少一种。
在本申请一些实施方式中,本申请第三方面的电池可以用于用电装置中。需要说明的是,该用电装置的具体类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择,例如可以包括但不限于手机、笔记本电脑、纯电动车、混合动力电动车等。另外,还需要说明的是,针对本申请第三方面的电池所描述的特征及有益效果同样适用于该用电装置,此处不再赘述。
下面详细描述本申请的实施例,需要说明的是下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。另外,如果没有明确说明,在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的,或者可以按照本文或已知的方法合成的,对于没有列出的反应条件,也均为本领域技术人员容易获得的。
实施例1
正极极片的制备:将正极活性材料Na[Ni0.33Fe0.33Mn0.33]O2、导电剂炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯(PVDF)与增稠剂(CMC),按照质量比为94.5:3.5:1.8:0.2,加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)中制成正极浆料,将正极浆料涂布在铝箔的上下表面并烘干后进行冷压,然后进行切边、裁片、分条后,制成正极极片。
负极极片的制备:将硬碳与导电剂炭黑、丁苯橡胶(SBR)、增稠剂(CMC),按照质量比为95:1.5:2:1.5在去离子水中制成负极浆料,将负极浆料涂布在铜箔上下表面并烘干,然后进行冷压、切边、裁片、分条后,制成负极极片。
电解液的制备:在充满氮气的手套箱(O2<1ppm,H2O<1ppm)中,将碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸丙烯酯(PC)按照质量比3:1:1混合均匀,制得84.5g非水有机溶剂,再加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)0.2g、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)0.3g、二氟磷酸钠(NaDFP)0.5g作为添加剂,加入助剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)0.5g、硫酸乙烯酯(DTD)0.5g并得到混合溶液。将混合溶液密封打包放置冷冻间(0℃以下)冷冻2h之后取出,在充满氮气的手套箱(O2<1ppm,H2O<1ppm)中,向混合溶液中缓慢加入13.5g六氟磷酸钠,混合均匀后即制成电解液。
隔离膜:以聚乙烯膜作为隔离膜。
钠离子电池制备:将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好,使隔离膜处于正负极片中间起到隔离正负极的作用,卷绕得到裸电芯,焊接极耳,将裸电芯置于外包装中,将上述制备的电解液注入到干燥后的电芯中,封装、静置、化成、整形等,得到理论容量为1300mAh的钠离子电池。
实施例2~22和对比例1~7
实施例2~22和对比例1~7的锂离子电池制备方法同于实施例1,区别在电解液中添加剂、锂盐、助剂等组成和/或添加量不同,具体如表1所示。
实施例23
正极极片的制备:将正极活性材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、导电剂炭黑与碳纳米管、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF),按照质量比为94.5:4:1.5加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)中制成正极浆料,将正极浆料涂布在铝箔的上下表面并烘干后进行冷压,然后进行切边、裁片、分条后,制成正极极片。
负极极片的制备:将石墨与导电剂炭黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂(CMC)按照质量比为94.5:2:2:1在去离子水中制成负极浆料,将负极浆料涂布在铜箔上下表面并烘干,然后进行冷压、切边、裁片、分条后,制成负极极片。
电解液的制备:在充满氮气的手套箱(O2<1ppm,H2O<1ppm)中,将碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸乙烯酯(EC)按照质量比5:2:3混合均匀,制得84.5g非水有机溶剂,再加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)0.2g、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)0.3g、二氟磷酸锂(LiDFP)0.5g作为添加剂,加入助剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)0.5g、硫酸乙烯酯(DTD)0.5g并得到混合溶液。将混合溶液密封打包放置冷冻间(0℃以下)冷冻2h之后取出,在充满氮气的手套箱(O2<1ppm,H2O<1ppm)中,向混合溶液中缓慢加入13.5g六氟磷酸锂,混合均匀后即制成电解液。
隔离膜:以聚乙烯膜作为隔离膜。
锂离子电池制备:将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好,使隔离膜处于正负极片中间起到隔离正负极的作用,叠片得到裸电芯,焊接极耳,将裸电芯置于外包装中,将上述制备的电解液注入到干燥后的电芯中,封装、静置、化成、整形等,得到理论容量为1700mAh的锂离子电池。
实施例24~31和对比例8~14
实施例24~31和对比例8~14的锂离子电池制备方法同于实施例23,区别在电解液中添加剂、锂盐、助剂等组成和/或添加量不同,具体如表2所示。
性能测试:
对实施例1~31和对比例1~14所得钠离子电池进行常温循环性能、高温循环性能、高温存储性能、低温放电性能的测试,其测试条件如下,测试结果如表3、表4所示。
循环性能测试:
将2只上夹板分容完成的钠离子电池分别置于预设温度环境中,分别以1C、2C的电流恒流恒压充电至上限截止电压,截至电流为0.05C,然后以1C/1C的电流恒流放电至下限截止电压,如此循环,分别记录2只电池的第一圈的放电容量和最后一圈的放电容量,按下式计算容量保持率。
容量保持率=最后一圈的放电容量/第一圈的放电容量×100%。
分别测试在2C、1C充放电条件下钠离子电池常温(25℃)循环300周后的容量保持率,以及在1C、1C充放电条件下钠离子电池高温(45℃)循环300周后的容量保持率。
高温存储测试:
将1只上夹板分容完成的钠离子电池,拆下夹板后置于25℃的环境中,以1C的电流恒流恒压充电至上限截止电压,截至电流为0.05C,然后以1C的电流恒流放电至下限截止电压,记录此时放电容量记为C0。然后将电芯再次以1C的电流恒流恒压充电至上限截止电压,截至电流为0.05C,再将满电电池放置在60℃恒温烘箱中搁置30天后取出电池,将电池在25℃的环境中搁置2小时后,在25℃的环境中以1C的电流恒流放电至下限截止电压,记录此时放电容量记为C1,然后以1C的电流恒流恒压充电至上限截止电压,截至电流为0.05C,以1C的电流恒流放电至下限截止电压。记录此时放电容量记为C2
容量保持率=(C1/C0)×100%;容量恢复率=(C2/C0)×100%。
低温放电测试:
将1只上夹板分容完成的钠离子电池置于25℃的环境中,以1C的电流恒流恒压充电至上限截止电压,截至电流为0.05C,然后以1C的电流恒流放电至下限截止电压,记录此时常温放电容量记为C3。然后将再次将电池以1C的电流恒流恒压充电至上限截止电压,截至电流为0.05C,将充满电的电池放入-20±2℃的低温恒温箱中搁置5h,然后以0.5C的电流恒流放电至下限截止电压,记录此时的放电容量记为C4
容量保持率=(C4/C3)×100%。
测试结果:
从结合表1~4的结果可知,相对于对比例1~7,实施例1~22的常温循环、高温循环、高温存储、低温放电的综合性能更优;相对于对比例8~14,实施例23~31的常温循环、高温循环、高温存储、低温放电的综合性能更优。这说明本申请的电解液添加剂将六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸钠或二氟磷酸锂复配使用,可以使三者发挥较好的相互作用,不仅可以提升电池内部的离子传输能力,还可以改善高温循环及性能和低温放电性能,能够在高电压下使钠离子电池或锂离子电池兼具较好的倍率、循环以及高低温性能。进一步地,结合实施例1~14可知,加入FEC、PS、PCs、DTD、SA等助剂,所制得的电池循环性能和高温存储性能更佳,进一步结合实施例15可知,合适的助剂使用总量对于电池保持稳定的循环、倍率以及高低温性能具有正向作用;此外,相对于单独使用六氟磷酸钠,以六氟磷酸钠作为主盐与其它钠盐(NaFSI)混用,所制得的钠离子电池的倍率以及低温放电性能更佳。结合实施例2、实施例9~13、16~17,以及实施例23~25可知,适当提高电解液中添加剂的总添加量,对于电池的循环、倍率、高低温性能具有正向作用。另外,进一步结合实施例12、18~22、26~31可知,适当调整六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯的质量比,对于电池的循环、倍率、高低温性能也具有正向作用。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种电解液添加剂,其特征在于,包括:六亚甲基二异氰酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯和二氟磷酸盐。
2.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述二氟磷酸盐的阳离子与电解液中电解质盐的阳离子相同。
3.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述二氟磷酸盐包括二氟磷酸钠和/或二氟磷酸锂。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电解液添加剂,其特征在于,所述六亚甲基二异氰酸酯、所述甲烷二磺酸亚甲酯和所述二氟磷酸盐的质量比为(0.05~3):(0.1~5):(0.1~1)。
5.根据权利要求4所述的电解液添加剂,其特征在于,包括:所述六亚甲基二异氰酸酯、所述甲烷二磺酸亚甲酯和所述二氟磷酸盐的质量比为(0.1~1):(0.1~1):(0.1~0.5)。
6.根据权利要求1或5所述的电解液添加剂,其特征在于,所述六亚甲基二异氰酸酯和所述甲烷二磺酸亚甲酯的质量比为(0.1~1):1。
7.一种电解液,其特征在于,包括:权利要求1~6中任一项所述的电解液添加剂。
8.根据权利要求7所述的电解液,其特征在于,基于所述电解液的总质量,所述电解液添加剂的质量占比为0.25wt%~9wt%,任选为1wt%~5wt%。
9.根据权利要求7所述的电解液,其特征在于,包括:7~20重量份的电解质盐、60~88重量份的非水有机溶剂、0.05~3重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.1~5重量份的甲烷二磺酸亚甲酯、0.1~1重量份的二氟磷酸盐。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的电解液,其特征在于,还包括:助剂,所述助剂包括氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、丁二酸酐、二甲基马来酸酐中的至少之一。
11.根据权利要求10所述的电解液,其特征在于,基于所述电解液的总质量,所述助剂的质量占比不大于10wt%,任选为0.2wt%~3wt%。
12.根据权利要求10所述的电解液,其特征在于,包括:9~18重量份的电解质盐、65~86重量份的非水有机溶剂、0.1~1重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.1~1重量份的甲烷二磺酸亚甲酯、0.1~0.5重量份的二氟磷酸盐、0.1~3重量份的所述助剂。
13.根据权利要求12所述的电解液,其特征在于,满足以下条件中的至少之一:
(a)所述电解质盐包括钠盐,所述钠盐包括六氟磷酸钠、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和双氟代磺酰亚胺钠中的至少一种;
(b)所述电解质盐包括锂盐,所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟代磺酰亚胺锂中的至少一种;
(c)所述非水有机溶剂包括碳酸酯类化合物和/或羧酸酯类化合物。
14.根据权利要求13所述的电解液,其特征在于,所述钠盐包括六氟磷酸钠,以及选自高氯酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、双三氟甲基磺酰亚胺钠和双氟代磺酰亚胺钠中的至少一种;或者,
所述锂盐包括六氟磷酸锂,以及选自高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟代磺酰亚胺锂中的至少一种。
15.一种电池,其特征在于,包括权利要求7~14中任一项所述的电解液。
16.根据权利要求15所述的电池,其特征在于,满足以下条件中的至少之一:
(a)所述电池为钠离子电池,工作电压为3.0V~4.2V,还包括:正极活性材料和负极活性材料,所述正极活性材料包括Nax1M1O2、Nax2M2[M3(CN)6]、NaFePO4、Na3V2(PO4)3、Na2M4P2O7、Na2Fe2(SO4)3、Na2M4(SO4)2·2H2O中的至少之一,其中:0<x1≤1,M1包括Ni、Co、Mn、Fe、Cu中的至少之一,0<x2<6,M2包括Ni、Fe、Mn中的至少之一,M3包括Fe、Mn中的至少之一,M4包括Fe、Co、Mn、Cu中的至少之一,所述负极活性材料包括软碳、硬碳、钛酸钠、钠金属、钠合金、能与钠形成合金的金属中的至少之一;
(b)所述电池为锂离子电池,工作电压为2.5V~4.2V,还包括:正极活性材料和负极活性材料,所述正极活性材料包括LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2、镍锰酸锂、钴酸锂、富锂锰基固溶体、锰酸锂中的一种或多种,其中,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,且0≤x+y+z≤1,所述负极活性材料包括人造石墨、锂金属、包覆型天然石墨、硅碳负极、硅负极中的一种或多种。
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