[發(fā)明專利]一種兼顧高低溫性能的電解液及鈉離子電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110246776.1
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113036219A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 陳夢婷;趙成龍;劉夏
• 申請（專利權）人: 星恒電源股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發(fā)明公開了一種兼顧高低溫性能的電解液，其特征在于，包含鈉鹽、非水溶劑以及添加劑；所述添加劑至少包括檸康酸酐和4?甲基硫酸亞乙酯，且所述電解液中，檸康酸酐與4?甲基硫酸亞乙酯的質量比為1：(0.5～5)。本發(fā)明還公開了包括所述非水電解液的鈉離子電池。本發(fā)明的非水電解液，使用檸康酸酐和4?甲基硫酸亞乙酯配合作為添加劑，能夠實現(xiàn)兼顧高低溫性能的效果。

技術領域

本發(fā)明涉及電解液技術領域，具體涉及一種兼顧高低溫性能的電解液及鈉離子電池。

背景技術

鋰離子電池具有工作電壓高、比容量大、循環(huán)壽命長、無記憶效應及環(huán)境友好等優(yōu)點，被廣泛應用于數(shù)碼、儲能、動力和軍用航天航空等領域。但是鋰離子電池成本高、安全性差、高低溫性能一般、倍率性能較低；鋰資源儲量低且分布不均勻。鈉資源儲量豐富、分布廣泛、成本低廉，因此鈉離子電池近年來備受關注。

電解液作為電池中離子傳輸?shù)妮d體，對電池性能發(fā)揮起著至關重要的作用。尤其是作為動力電池使用時，要求在高溫和低溫環(huán)境下都能使用，尤其是軟包電池既要抑制高溫存儲帶來的產氣膨脹，又要兼顧低阻抗及低溫性能以滿足動力需要。

公開號為CN103827416A的中國專利中提出了一類電解液，該電解液中以碳酸酯為溶劑，以磷腈化合物、氟化溶劑以及有機磷酸酯或有機嶙酸酯為阻燃共溶劑或添加劑。但是其電解液的放電容量并不理想，且電池循環(huán)性能較差。中國專利申請CN106920988A公開了一種鈉離子電池電解液及鈉離子二次電池，其通過將環(huán)狀硫酸酯類化合物作為添加劑應用于鈉離子電解液中，由該鈉離子電池電解液制備得到的鈉離子電池具有優(yōu)異的高溫儲存性能、高溫循環(huán)性能和低溫放電倍率性能，但是其低溫循環(huán)性能不佳。

綜上，現(xiàn)有的鈉離子電池電解液無法滿足兼顧高低溫性能的需求，因此迫切需要開發(fā)出一種兼顧優(yōu)秀高、低溫性能的鈉離子電池非水電解液。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種兼顧優(yōu)秀高、低溫性能的鈉離子電池非水電解液。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下的技術方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種兼顧高低溫性能的電解液，包含鈉鹽、非水溶劑以及添加劑；所述添加劑至少包括檸康酸酐和4-甲基硫酸亞乙酯，且所述電解液中，檸康酸酐與4-甲基硫酸亞乙酯的質量比為1：(0.5～5)。

進一步地，所述電解液中，檸康酸酐和4-甲基硫酸亞乙酯的總濃度為0.1～5.0wt％。

進一步地，所述電解液中，檸康酸酐和4-甲基硫酸亞乙酯的總濃度為0.5～3.0wt％。

進一步地，所述電解液中，檸康酸酐的濃度為0.05～0.5wt％，4-甲基硫酸亞乙酯的濃度為0.2～1.0wt％。

進一步地，所述非水溶劑是由二甲基亞砜和選自鏈狀碳酸酯類有機溶劑、環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑中的一種或多種組成的非水溶劑。

進一步地，所述鏈狀碳酸酯類有機溶劑選自碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的一種或多種；所述環(huán)狀碳酸酯類有機溶劑選自碳酸丙烯酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸1,2-亞丁酯、碳酸2,3-亞丁酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯基亞乙酯、γ-丁內酯中的一種或多種。

進一步地，所述非水溶劑是由二甲基亞砜、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯組成的混合溶劑，三者的比例為1：(3～6)：(2～5)。

進一步地，所述鈉鹽選自氯化鈉、氟化鈉、硫酸鈉、磷酸鈉、硝酸鈉、六氟磷酸鈉、四氟硼酸鈉、二氟草酸硼酸鈉、高氯酸鈉、N-羥基磺酰基琥珀酰亞胺鈉中的一種或多種。

進一步地，所述添加劑還包括氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸亞乙酯、1，2-二氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸鈉、硫酸乙烯酯、丙磺酸內酯中的一種或多種。