[發明專利]高溫鈉離子電池電解液、功能添加劑及鈉離子電池

在審

• 申請號: 202111510524.1
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114361589A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 黃建;李立飛
• 申請（專利權）人: 江蘇藍固新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/054;H01M10/42
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 白潔

本發明涉及一種高溫鈉離子電池電解液、功能添加劑及鈉離子電池。高溫鈉離子電池電解液包括雙三氟甲基功能添加劑和鈉鹽；雙三氟甲基功能添加劑為含雙三氟甲基化合物的功能添加劑，含雙三氟甲基化合物的化學式為其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各選自烷烴基、烷氧基、芳基或雜芳基中的任一種；雙三氟甲基功能添加劑與高溫鈉離子電池電解液中的Na⁺在鈉離子電池的正、負極表面形成含F的界面膜；其中，高溫的范圍為不低于40℃。通過電解液在正、負極表面形成的界面膜，能夠有效的改善高溫下界面膜中的有機成分的溶解，減少電解液在界面的持續分解，提升電池的高溫循環性能。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，尤其涉及一種高溫鈉離子電池電解液、功 能添加劑及鈉離子電池。

背景技術

隨著新能源產業的快速發展，疊加近年來3C、小動力等領域需求也有所 放量，鋰電池行業整體對上游資源的需求量也與日俱增，在一定程度上形成 資源擠兌局面，碳酸鋰，硫酸鈷等多種原材料價格大幅上行，且鋰離子的地 殼豐度僅為0.0065％，其中可經濟開采的資源量更是有限，高低品質差異較大， 同時還存在嚴重的分布不均的特點，優質資源多集中在南美、澳洲等地，這 也使得我國作為全球主要的鋰資源消耗國，但卻高度依賴進口原料供應。

鈉離子在地殼豐度達到了2.75％，遠高鋰離子的0.0065％，且全球分布相 對廣泛，這也使得鈉離子電池在原料成本方面相對鋰離子電池而言更具有優 勢。近年來，以鈉離子電池為“心臟”的智能電動自行車、低速電動車、家 庭儲能柜、儲能電站、園區/景區觀光電動車等不斷相繼問世，鈉離子電池的 應用越來越廣泛。

鋰離子電池高溫下，固態電解質界面(SEI)膜中的有機成分溶解，使得 SEI膜呈現多孔結構，電解液持續在負極表面分解，SEI膜會持續的分解和再 生，不斷消耗鋰離子電池內部有限的鋰資源，引起電池內阻增加和容量損失。 這一問題也限制著鈉離子電池的發展。研究表明在鈉離子電池中SEI膜的溶 解度更高，從而導致鈉離子電池自放電更大，循環性能也更差。

目前針對電池的高溫問題，一般采取以下幾種解決方式：1)控制電解液 量：電解液量過大時也會加劇SEI膜的溶解，在循環過程中，由于電極材料 體積的變化，會對SEI膜造成破壞，進而加劇電解液的消耗；2)采用高鹽濃 度電解液：高鹽濃度電解液中形成的SEI膜溶解度更低；3)使用高溫添加劑： 主要針對負極，高溫下電解液在負極表面分解形成了厚厚的一層SEI膜，使 用高溫添加劑可以形成穩定的SEI成分，降低SEI的高溫持續溶解。

但是，上述解決高溫問題的技術手段都存在一定的不足。比如：降低電 解液量會造成極片浸潤差，阻抗高；高鹽濃度電解液成本高，而且電解液的 粘度大，浸潤性差；目前采用的技術改進主要針對負極，且有些無法很好的 兼顧低溫性能，適用范圍窄。

發明內容

本發明實施例提供了一種高溫鈉離子電池電解液、功能添加劑及鈉離子 電池，通過電解液中引入含雙三氟甲基化合物的功能添加劑，可以在正、負 極表面形成含F的界面膜，有效的改善高溫下界面膜中的有機成分的溶解， 減少電解液在界面的持續分解，提升電池的高溫循環性能。

第一方面，本發明實施例提供了一種高溫鈉離子電池電解液包括：雙三 氟甲基功能添加劑和鈉鹽；

所述雙三氟甲基功能添加劑具體為含雙三氟甲基化合物的功能添加劑， 所述含雙三氟甲基化合物的化學式為其中，R1、R2、R3、 R4、R5、R6各選自烷烴基、烷氧基、芳基或雜芳基中的任一種；

所述雙三氟甲基功能添加劑與所述高溫鈉離子電池電解液中的Na⁺在鈉離 子電池的正、負極表面形成含F的界面膜；其中，所述高溫的范圍為不低于 40℃。