[發明專利]一種提高鈉離子電池循環性能的電解液

在審

• 申請號: 202210656717.6
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN114865088A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王阿忠;葉士特;崔清偉;張智軍
• 申請（專利權）人: 廈門首能科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/054;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種提高鈉離子電池循環性能的電解液，在電解液內增加醇鋁化合物，分子式為Al(OR)₃，R為碳數1～4的烴基，所增加的醇鋁化合物能夠優先于電池內電解液溶劑在正極材料表面形成薄而連續的固態電解質膜，抑制正極材料對電解液的氧化分解，使用本發明的電解液的鈉離子電池，具有較優秀的循環性能。

技術領域

本發明屬于電池電解液技術領域，具體涉及的是一種提高鈉離子電池循環性能的電解液。

背景技術

鋰離子電池由于其具有高能量密度、長壽命、無記憶效應等優點，已經在儲能市場的很多領域取得了主導地位。近年來，鋰離子電池相關原材料的價格呈逐年上升趨勢，以此推算，鋰離子電池在大規模儲能方面的推廣將面臨巨大的成本劣勢。為此，研究開發資源儲量豐富、廉價成本的新型電池，可以很好地迎接大規模儲能市場發展的挑戰。鈉元素，相較于鋰，具有儲量豐富、提煉成本較低的優勢，且二者處于同一主族，表現出相似的化學特性，并具有相近的電極電勢。若能研究開發出新型鈉離子電池，增強其電池工作性能，在大規模儲能領域的發展，鈉離子電池將比鋰離子電池具有更大的成本優勢。

為此，探究具有高容量、長循環壽命的鈉離子電池成為該領域的研究熱點。鈉離子電池和鋰離子電池工作原理一樣，體系主要包含正極、電解液和負極三個方面。電解液作為電池的“血液”，具有傳導離子的重要作用。優良的電解液能夠在正負極界面形成穩定的界面膜，提升電池的循環穩定性。鈉離子電池作為下一代儲能電池的首選，長循環性能是大規模儲能首要的特性。

然而，鈉離子電池正極材料在高電壓下對電解液的氧化分解嚴重，將對電池的工作性能產生不利的影響。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種可以在正極材料表面形成界面膜的電解液，從而提升電池的循環性能。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種提高鈉離子電池循環性能的電解液，其特征在于，在電解液內增加醇鋁化合物，分子式為Al(OR)3，R為碳數1～4的烴基，所增加的醇鋁化合物能夠優先于電池內電解液溶劑在正極材料表面形成薄而連續的固態電解質膜，抑制正極材料對電解液的氧化分解。

所述固態電解質膜的主要成分包含有聚碳酸酯、Al2O3和AlF3組分，能有效防止正極顆粒開裂，并減少不可逆相變。

優選地，醇鋁化合物為異丙醇鋁、乙醇鋁中的一種或兩種。

優選地，醇鋁化合物在所述電解液中的重量百分比為0.05wt％-1wt％。

優選地，所述電池電解液還包括有機溶劑，其有機溶劑為環狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯和醚類化合物。

所述的環狀碳酸酯為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一種或兩種。

所述的鏈狀碳酸酯為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一種或一種以上化合物。

所述醚類化合物為二甲氧基乙烷、1,3-二氧戊烷、二甘醇二甲醚和四甘醇二甲醚中的一種或一種以上化合物。

優選地，所述電池電解液還包括鈉鹽，該鈉鹽為六氟磷酸鈉。

所述鈉鹽的質量百分比為10wt％-20wt％。

本發明的有益效果在于：與現有技術相比，本發明所增加的添加劑能夠優先于電解液溶劑在正極材料表面形成薄而連續的固態電解質膜，抑制正極材料對電解液的氧化分解，使用本發明的電解液的鈉離子電池，具有較優秀的循環性能。

具體實施方式

實施例中未注明具體技術或條件者，均為常規方法或者按照本領域的文獻所描述的技術或條件進行，或者按照產品說明書進行。所用試劑和儀器等未注明生產廠商者，均為可通過正規渠道商購買得到的常規產品。