本發(fā)明涉及鈉離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種鈉離子電池非水電解液及包含該非水電解液的鈉離子電池。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池由于具有工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度大和對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是市場(chǎng)應(yīng)用最廣泛和最具發(fā)展前景的二次電池。幾十年來(lái)，鋰離子電池在手機(jī)、筆記本、數(shù)碼相機(jī)等便攜式設(shè)備中的應(yīng)用已處于主導(dǎo)地位。而隨著電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用，對(duì)鋰的需求也與日俱增，鋰元素在地球上又屬于稀缺金屬，這必然會(huì)限制鋰離子電池在未來(lái)的發(fā)展。因此，近年來(lái)在發(fā)展先進(jìn)儲(chǔ)能電池體系的研究中，鈉離子電池引起了廣泛的關(guān)注。首先，鈉元素的資源儲(chǔ)量豐富(在地殼中約含2.75％)。另外，鈉與鋁不發(fā)生合金化反應(yīng)，可以采用廉價(jià)的鋁箔替代銅箔作為負(fù)極集流體，進(jìn)一步降低電池的成本。而從電化學(xué)原理上看，鈉具有與鋰相近的化學(xué)性能，鈉離子電池與鋰離子電池工作原理也十分相似。這種通過(guò)離子脫嵌的工作方式避免了枝晶生長(zhǎng)等安全隱患。因此，從規(guī)模儲(chǔ)能角度考慮，鈉離子電池是最具競(jìng)爭(zhēng)力的代鋰體系。對(duì)于鈉離子電池，其正極常采用金屬氧化物，負(fù)極常采用軟碳或硬碳等碳材料。對(duì)于負(fù)極材料，我們常添加少量氟代碳酸乙烯酯(以下簡(jiǎn)稱fec)作為負(fù)極成膜劑，fec在首次充放電的過(guò)程中能夠先于電解液的其他溶劑成分分解，在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的sei層，避免和減少電解液的還原分解，從而有效提高材料的循環(huán)性能和倍率性能。但是fec在電解液中易分解形成氟化氫(以下簡(jiǎn)稱hf)，中強(qiáng)酸hf會(huì)優(yōu)先與堿性較強(qiáng)的正極發(fā)生反應(yīng)，使得貯存和充放電的過(guò)程中有大量氣體產(chǎn)生，從而導(dǎo)致鈉離子電池的綜合電化學(xué)性能較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于解決至少上述技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種鈉離子電池非水電解液，該非水電解液中包含二腈或多腈功能添加劑，使得鈉離子電池正極表面形成一層穩(wěn)定的保護(hù)膜，抑制貯存和充放電的過(guò)程中氣體的產(chǎn)生，從而改善鈉離子電池的循環(huán)性能和安全壽命。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：一種鈉離子電池的非水電解液，包括功能添加劑，所述功能添加劑為丁二腈、戊二腈、己二腈、已烷三腈中的一種或多種以使鈉離子電池正極表面形成一層較穩(wěn)定的保護(hù)膜。作為上述方案的優(yōu)選，所述功能添加劑在所述非水電解液中的含量為0.001wt％～30wt％。作為上述方案的優(yōu)選，所述功能添加劑在所述非水電解液中的含量為0.1wt％～10wt％。作為上述方案的優(yōu)選，還包括sei成膜劑。作為上述方案的優(yōu)選，所述sei成膜劑包含氟代碳酸乙烯酯，所述sei成膜劑的添加量為0.1-10wt％，以使鈉離子電池負(fù)極表面形成穩(wěn)定的sei膜，改善材料的循環(huán)性能和倍率性能。作為上述方案的優(yōu)選，還包括電解質(zhì)和有機(jī)溶劑；其中，所述電解質(zhì)為六氟磷酸鈉或高氯酸鈉，所述電解質(zhì)的濃度為0.1-1.5mol/l；所述有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙基酯中的一種或多種。作為上述方案的優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑包含的各組份及各組份體積比為碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯：碳酸二乙酯＝1:(0.2-2):(0.2-2)。作為上述方案的優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑包含的各組份及各組份體積比為碳酸乙烯酯：碳酸二乙酯＝1:(0.2-2)。本發(fā)明還提供一種鈉離子電池，其特征在于，包括上述權(quán)利要求1-8任一所述的非水電解液。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為實(shí)施例5中的電池a5與對(duì)比例1中的電池b1的循環(huán)性能對(duì)比圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1非水電解液的配制方法如下：室溫下，在手套箱中，將碳酸二甲酯(dec)、碳酸乙烯酯(ec)以體積比1:1混合后形成溶劑，向溶劑中加入六氟磷酸鈉(napf6)配成混合液，再向混合液中加入2wt％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，然后再加入2wt％的丁二腈，攪拌均勻即為本實(shí)施例中的非水電解液。以o3-na[cu-fe-mn]o2為正極，以軟碳為負(fù)極，采用上述非水電解液，按照慣常工藝制造鈉離子電池a1。實(shí)施例2非水電解液的配制方法如下：室溫下，在手套箱中，將碳酸二甲酯(dec)、碳酸乙烯酯(ec)以體積比1:1混合后形成溶劑，向溶劑中加入六氟磷酸鈉(napf6)配成混合液，再向混合液中加入2wt％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，然后再加入2wt％的已烷三腈，攪拌均勻即為本實(shí)施例中的非水電解液。以o3-na[cu-fe-mn]o2為正極，以軟碳為負(fù)極，采用上述非水電解液，按照慣常工藝制造鈉離子電池a2。實(shí)施例3非水電解液的配制方法如下：室溫下，在手套箱中，將碳酸二甲酯(dec)、碳酸乙烯酯(ec)以體積比1:1混合后形成溶劑，向溶劑中加入六氟磷酸鈉(napf6)配成混合液，再向混合液中加入2wt％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，然后再加入5wt％的丁二腈，攪拌均勻即為本實(shí)施例中的非水電解液。以o3-na[cu-fe-mn]o2為正極，以軟碳為負(fù)極，采用上述非水電解液，按照慣常工藝制造鈉離子電池a3。實(shí)施例4非水電解液的配制方法如下：室溫下，在手套箱中，將碳酸二甲酯(dec)、碳酸乙烯酯(ec)以體積比1:1混合后形成溶劑，向溶劑中加入六氟磷酸鈉(napf6)配成混合液，再向混合液中加入5wt％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，然后再加入2wt％的丁二腈，攪拌均勻即為本實(shí)施例中的非水電解液。以o3-na[cu-fe-mn]o2為正極，以軟碳為負(fù)極，采用上述非水電解液，按照慣常工藝制造鈉離子電池a4。實(shí)施例5非水電解液的配制方法如下：室溫下，在手套箱中，將碳酸二甲酯(dec)、碳酸乙烯酯(ec)以體積比2:1混合后形成溶劑，向溶劑中加入六氟磷酸鈉(napf6)配成混合液，再向混合液中加入2wt％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，然后再加入2wt％的丁二腈，攪拌均勻即為本實(shí)施例中的非水電解液。以o3-na[cu-fe-mn]o2為正極，以軟碳為負(fù)極，采用上述非水電解液，按照慣常工藝制造鈉離子電池a5。實(shí)施例6非水電解液的配制方法如下：室溫下，在手套箱中，將碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯pc、碳酸二甲酯(dec)以體積比1:1:1混合后形成溶劑，向溶劑中加入六氟磷酸鈉(napf6)配成混合液，再向混合液中加入2wt％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，然后再加入2wt％的丁二腈，攪拌均勻即為本實(shí)施例中的非水電解液。以o3-na[cu-fe-mn]o2為正極，以軟碳為負(fù)極，采用上述非水電解液，按照慣常工藝制造鈉離子電池a6。實(shí)施例7非水電解液的配制方法如下：室溫下，在手套箱中，將碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯pc、碳酸二甲酯(dec)以體積比1:0.5:2混合后形成溶劑，向溶劑中加入六氟磷酸鈉(napf6)配成混合液，再向混合液中加入2wt％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，然后再加入2wt％的丁二腈，攪拌均勻即為本實(shí)施例中的非水電解液。以o3-na[cu-fe-mn]o2為正極，以軟碳為負(fù)極，采用上述非水電解液，按照慣常工藝制造鈉離子電池a6。對(duì)比例1非水電解液的配制方法如下：室溫下，在手套箱中，將碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二甲酯(dec)以體積比1:1混合后形成溶劑，向溶劑中加入六氟磷酸鈉(napf6)配成混合液，再向混合液中加入2wt％的氟代碳酸乙烯酯(fec)，攪拌均勻即為本實(shí)施例中的非水電解液。以o3-na[cu-fe-mn]o2為正極，以軟碳為負(fù)極，采用上述非水電解液，按照慣常工藝制造鈉離子電池b1。性能測(cè)試：(1)產(chǎn)氣量測(cè)試電池制備完成后對(duì)電池進(jìn)行預(yù)充化成，收集記錄預(yù)充過(guò)程中產(chǎn)生的氣體量。具體為：在25℃條件下，測(cè)量氣袋體積，記為v1；循環(huán)性能測(cè)試進(jìn)行至100次測(cè)量氣袋體積，記為v2，電池產(chǎn)氣量＝v2-v1，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。表1產(chǎn)氣量比較實(shí)例編號(hào)電池編號(hào)產(chǎn)氣量實(shí)例1a10.8ml實(shí)例2a23.2ml實(shí)例3a32.0ml實(shí)例4a43.0ml實(shí)例5a53.4ml實(shí)例6a61.9ml實(shí)例7a72.5ml對(duì)比例1b17.6ml(2)放電容量測(cè)試在25℃條件下，以恒流充電方式進(jìn)行充電，充電電流為0.1c(100ma)，終止電壓為4.0伏；然后再以恒流放電方式進(jìn)行放電，放電電流為0.1c(100ma)，放電的截止電壓為1.5伏，得到電池在室溫下，以0.1c電流放電至1.5伏的首次放電容量。結(jié)果如表2所示。(3)循環(huán)性能測(cè)試在25℃條件下，將電池分別以0.1c電流充電至4.0伏，然后擱置5分鐘；電池以0.1c電流放電至1.5伏，擱置5分鐘。重復(fù)以上步驟100次，得到電池100次循環(huán)后0.1c電流放電至1.5伏的容量，由下式計(jì)算循環(huán)前后容量維持率，結(jié)果如表2所示。容量維持率＝(第100次循環(huán)放電容量/首次循環(huán)放電容量)×100％表2電性能測(cè)試從圖1中顯示的實(shí)例5與對(duì)比例1的數(shù)據(jù)可知，采用本發(fā)明漿料制備的電池首次放電容量一致性、循環(huán)性能一致性有明顯提高。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12