一种电解液及其应用的制作方法

本发明涉及钠离子电池电解液的，尤其是指一种电解液及其应用。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种化学能源，如今已经广泛应用于人们的日常生活中。然而随着对锂需求量的不断增加，锂资源分配不均，含量严重不足，导致锂的价格攀升。为了适用发展的需求，开发新的储能体系迫在眉睫。

2、钠与锂为同主族元素，和锂在化学性质上具有一定的相似性。同时原料丰富易得，在地壳中的含量为锂的400多倍。钠离子电池与锂离子电池几乎具有相同的工作原理，因此可以快速的适用锂离子电池的生产线。

3、尽管钠离子与锂离子具有相近的化学性质，然而钠离子的半径较锂离子大(na:vs.li:)。传统常用于锂离子电池的碳酸酯类电解液与钠离子电池产生较差的相容性。此外，锂离子电池中常用的石墨负极由于电解液与钠离子的共插层而不再适用于钠离子电池。钠离子电池常用硬碳作为负极。

4、电解液是电池的重要组成部分，在正极、负极电极间起到离子传输的作用。然而目前对钠离子电池电解液研究相对较少。目前钠离子电池电解液与锂离子电池的电解液体系类似，使用六氟磷酸钠作为盐，碳酸酯类、醚类为溶剂，不饱和碳酸酯与含f、s等化合物为添加剂。六氟磷酸钠在高温下不稳定，容易分解，生成氢氟酸等物质加剧电池副反应，影响电池性能。同时钠离子电池sei组分中含有的氟化钠、碳酸钠等物质，较氟化锂、碳酸锂在有机溶剂中具有更大的溶解度，影响电池的循环存储性能。因此开发新型添加剂，生成更稳定的sei膜是提高电池性能的一种有用方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种电解液及其应用。本发明利用硫代琥珀酸酐结构中的硫具有强的电负性，会生成硫元素丰富的稳定的sei膜，可以较好地隔离负极片与电解液的直接接触，同时不影响离子的正常传输，减少电池副反应，从而提高电池的循环性能。

2、本发明第一个目的在于提供一种电解液，所述电解液包括添加剂、非水溶剂、钠盐，所述添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂为硫代琥珀酸酐，所述硫代琥珀酸酐结构式：

3、在本发明的一个实施例中，所述添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、1,3-丙烷磺酸内酯中的一种或几种。

4、在本发明的一个实施例中，所述第一添加剂与第二添加剂的质量比为(0.2-2)：0.7。

5、在本发明的一个实施例中，所述第一添加剂在电解液中的质量占比为0.2％-2％。

6、在本发明的一个实施例中，所述钠盐选自六氟磷酸钠、高氯酸钠、二氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、双(氟磺酰)亚胺钠以及双三氟甲磺酰亚胺钠中的一种或几种。

7、在本发明的一个实施例中，所述钠盐在电解液中的浓度为0.8-1.1mol/l。

8、在本发明的一个实施例中，所述溶剂选自环状碳酸酯类溶剂和/或链状碳酸酯类溶剂。

9、本发明第二个目的在于提供一种钠离子电池，包括所述电解液。

10、在本发明的一个实施例中，还包括正极片、负极片、隔膜；

11、优选地，所述正极片的活性材料为层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝中的至少一种；负极片的活性材料为硬碳。

12、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

13、本发明所述的硫代琥珀酸酐由于中心硫原子具有很强的电负性，相较于常用的不饱和碳酸酯类溶剂形成竞争优势，硫代琥珀酸酐中的硫具有较强的电负性，会快于不饱和碳酸酯类溶剂在负极还原生成硫元素丰富的稳定的sei膜，该含硫元素丰富的sei膜可以防止负极与电解液的进一步反应，从而提升了电池的循环性能。

技术特征：

1.一种电解液，其特征在于，包括添加剂、非水溶剂、钠盐；所述添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂为硫代琥珀酸酐，所述硫代琥珀酸酐结构式：

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、1,3-丙烷磺酸内酯中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂与第二添加剂的质量比为(0.2-2)：0.7。

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂在所述电解液中的质量占比为0.2％-2％。

5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述钠盐选自六氟磷酸钠、高氯酸钠、二氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、双(氟磺酰)亚胺钠以及双三氟甲磺酰亚胺钠中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述钠盐在电解液中的浓度为0.8-1.1mol/l。

7.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述非水溶剂包括环状碳酸酯类溶剂和/或链状碳酸酯类溶剂。

8.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述电解液。

9.根据权利要求8中所述钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池还包括正极片、负极片和隔膜。

10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求8或9所述钠离子电池。

技术总结本发明涉及一种电解液及其应用。本发明所述电解液，包括添加剂、非水溶剂、钠盐；所述添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂为硫代琥珀酸酐，所述硫代琥珀酸酐结构式：本发明利用硫代琥珀酸酐结构中的硫具有强的电负性，会生成硫元素丰富的SEI膜，可以较好隔离负极片与电解液的直接接触，且不影响离子的正常传输，从而减少电池副反应，以提高电池的循环性能。技术研发人员：卢书娟,张建飞,王敏受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29