用于钠离子电池的电解液及钠离子电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种用于钠离子电池的电解液及钠离子电池。

背景技术

与锂相比，自然界中钠的储量更为丰富、价格也更低廉，因此，钠离子电池具有广阔的应用前景，有望与锂离子电池形成互补和有效替代。但是，现阶段钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能较差，且在高温下还容易产气。

发明内容

本申请提供了一种用于钠离子电池的电解液及钠离子电池，其能够提升钠离子电池的循环性能，降低钠离子电池的产气量。

第一方面，本申请提供了一种用于钠离子电池的电解液，包括非水有机溶剂、钠盐以及添加剂，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯类化合物和链状碳酸酯类化合物；所述添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂包括氟化钠、碳酸钠和氧化钠。

通过在电解液中同时加入氟化钠、碳酸钠和氧化钠，能够增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，由此可以减少电解液和钠离子的消耗，提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，以所述电解液的总质量为基准，所述第一添加剂的质量含量为0.042-84ppm。

在一些实施例中，以所述电解液的总质量为基准，所述氟化钠的质量含量为0.01-25ppm。

在一些实施例中，以所述电解液的总质量为基准，所述碳酸钠的质量含量为0.01-40ppm。

在一些实施例中，以所述电解液的总质量为基准，所述氧化钠的质量含量为0.01-25ppm。

当第一添加剂的质量含量在上述范围内时，可以进一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，从而可以进一步减少电解液和钠离子的消耗，进而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，以所述电解液的总质量为基准，所述氟化钠、所述碳酸钠和所述氧化钠的质量比为（0.6-7.1）:（1-17.1）:1。

通过调节氟化钠、碳酸钠和氧化钠的质量比在上述范围内，可以进一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，从而可以进一步减少电解液和钠离子的消耗，进而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，所述氟化钠和所述碳酸钠的质量比为（0.3-2.0）:1。

当电解液中氟化钠和碳酸钠的质量比在上述范围内时，能够减少SEI膜中NaF的溶解，由此可以进一步提升SEI膜的稳定性，从而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，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（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）、1,3-丙烯磺酸内酯（PST）中的一种或多种。

通过将第一添加剂和第二添加剂组合使用，可以进一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，由此可以进一步减少电解液和钠离子的消耗，从而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，所述第二添加剂在所述电解液中的质量含量为0.5%-5%。

当电解液中第二添加剂的质量含量在上述范围内时，可以使电解液具有更好的高温稳定性，还可以在负极形成更加致密且均一的SEI膜，从而可以更好地改善钠离子电池的高温性能。

在一些实施例中，所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）和1,3-丙烯磺酸内酯，并且所述碳酸亚乙烯酯、所述氟代碳酸乙烯酯、所述硫酸乙烯酯和所述1,3-丙烯磺酸内酯的质量比为（0.5-3）:（0.2-1）:（0.2-1）:1。

当电解液中第二添加剂包括以上组分时，能够进一步提升钠离子电池高温下的稳定性。

当第二添加剂在上述范围内时，VC可以优先在负极表面形成NaF及Na

在一些实施例中，所述第一添加剂与所述第二添加剂的质量比为（1.2×10

在一些实施例中，所述第一添加剂与所述第二添加剂的质量比为（6.2×10

当电解液中第一添加剂与第二添加剂的配质量比在上述范围内时，通过第一添加剂与第二添加剂的协同配合，可以在负极表面快速生成致密且均一的SEI膜，由此可以减少钠离子电池使用过程中SEI膜溶解破损，从而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，所述环状碳酸酯类化合物和所述链状碳酸酯类化合物的质量比为（0.2-0.7）:1。

通过调节环状碳酸酯类化合物和链状碳酸酯类化合物的质量比在上述范围内，可以使电解液具有高离子电导率，从而有助于提升钠离子电池的循环性能和/或倍率性能。

在一些实施例中，所述钠盐包括NaPF

在一些实施例中，所述钠盐在所述电解液中的摩尔浓度为0.6-1.2mol/L。

在一些实施例中，所述钠盐包括NaPF

将NaPF

在一些实施例中，NaPF

当NaPF

第二方面，本申请提供了一种钠离子电池，包括本申请第一方面所述的电解液。

通过使用合适的非水有机溶剂及第一添加剂，能够提升钠离子电池的循环性能、降低钠离子电池的产气量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1和对比例1的电池55℃循环性能测试图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本申请中，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

除非另有说明，本申请中提到的各参数的数值可以用本领域常用的各种测量方法进行测量（例如，可以按照在本申请的实施例中给出的方法进行测试）。除非另有说明，本申请中提到的各参数的测试温度均为25℃、测试压力为标准大气压。

术语“中的一种或多种”所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。术语“多种”是指两种以上。

在本申请中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本申请中具体公开。

本申请实施例提供了一种用于钠离子电池的电解液。

电解液包括非水有机溶剂、钠盐以及添加剂。非水有机溶剂包括环状碳酸酯类化合物和链状碳酸酯类化合物；添加剂包括第一添加剂，第一添加剂包括氟化钠、碳酸钠和氧化钠。

钠离子电池首次充电（即化成）时，会在负极表面形成固体电解质界面膜（简称SEI膜），SEI膜是钠离子的优良导体，同时又是良好的电子绝缘体。但是，SEI膜在形成过程中消耗了部分钠离子，使得钠离子电池的首次充放电不可逆容量增加。在钠离子电池使用过程中，SEI膜出现破损后，还会不断消耗电解液和钠离子，由此会造成钠离子电池容量的不断衰减，还会增加钠离子电池的产气量。

SEI膜的主要组分包括有机钠盐和无机钠盐。与锂离子电池不同的是，无机钠盐在电解液中具有更高的溶解度，因此，高温下钠离子电池的SEI膜的破损会更明显。

发明人研究发现，通过在电解液中同时加入氟化钠、碳酸钠和氧化钠，能够增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，由此可以减少电解液和钠离子的消耗，提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，以电解液的总质量为基准，第一添加剂的质量含量可以为0.042-84ppm。

在本申请中，ppm表示质量浓度。例如，电解液中第一添加剂的质量含量为1ppm，其表示电解液中的第一添加剂的质量与电解液的总质量的比值为1:1000000。

可选地，以电解液的总质量为基准，第一添加剂的质量含量可以为0.21-21ppm，0.50-15ppm，0.75-10ppm，1-6ppm。

由此可以进一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，从而可以进一步减少电解液和钠离子的消耗，进而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，电解液中的第一添加剂的摩尔浓度可以为1-2000μmol/L。

在一些实施例中，以电解液的总质量为基准，氟化钠的质量含量可以为0.01-25ppm。可选地，氟化钠的质量含量可以为0.02-15ppm，0.03-10ppm，0.04-6ppm，0.1-6ppm，0.3-6ppm。

在一些实施例中，以电解液的总质量为基准，碳酸钠的质量含量可以为0.01-40ppm。可选地，碳酸钠的质量含量可以为0.04-30ppm，0.07-20ppm，0.08-10ppm，0.2-10ppm，0.6-10ppm。

在一些实施例中，以电解液的总质量为基准，氧化钠的质量含量可以为0.01-25ppm。可选地，氧化钠的质量含量可以为0.02-15ppm，0.03-10ppm，0.04-6ppm，0.1-6ppm，0.3-6ppm。

在一些实施例中，以电解液的总质量为基准，氟化钠的质量含量可以为0.01-25ppm，碳酸钠的质量含量可以为0.01-40ppm，氧化钠的质量含量可以为0.01-25ppm。

可选地，以电解液的总质量为基准，氟化钠的质量含量可以为0.3-6ppm，碳酸钠的质量含量可以为0.6-10ppm，氧化钠的质量含量可以为0.3-6ppm。

通过调节氟化钠、碳酸钠和氧化钠的质量含量在上述范围内，可以进一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，从而可以进一步减少电解液和钠离子的消耗，进而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，电解液中的氟化钠的摩尔浓度可以为0.3-933μmol/L。

在一些实施例中，电解液中的碳酸钠的摩尔浓度可以为0.2-592μmol/L。

在一些实施例中，电解液中的氧化纳的摩尔浓度可以为0.2-632μmol/L。

在一些实施例中，以电解液的总质量为基准，氟化钠、碳酸钠和氧化钠的质量比可以为（0.6-7.1）:（1-17.1）:1。

可选地，以电解液的总质量为基准，氟化钠、碳酸钠和氧化钠的质量比可以为（0.7-4）:（1-7）:1。

通过调节氟化钠、碳酸钠和氧化钠的质量比在上述范围内，可以进一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，从而可以进一步减少电解液和钠离子的消耗，进而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，氟化钠和碳酸钠的质量比可以为（0.3-2.0）:1。

NaF是SEI膜的主要成分，具有较好的电子绝缘性和高的机械强度，能够有效减少电解液分解和减缓钠枝晶的生长。

当电解液中氟化钠和碳酸钠的质量比在上述范围内时，能够减少SEI膜中NaF的溶解，由此可以进一步提升SEI膜的稳定性，从而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，添加剂还可以包括第二添加剂，第二添加剂可以包括碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）、1,3-丙烯磺酸内酯（PST）中的一种或多种。

第二添加剂具有成膜作用，可以作为成膜添加剂使用。发明人研究发现，仅在电解液中加入成膜添加剂虽然有助于在负极形成质量较优的SEI膜，但是，其并不能很好地解决SEI膜的溶解破损问题。发明人进一步研究发现，通过将第一添加剂和第二添加剂组合使用，可以进一步增加SEI膜的致密性和均一性，降低SEI膜的溶解程度，由此可以进一步减少电解液和钠离子的消耗，从而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

VC作为成膜添加剂，具有良好的高温稳定性，可以提升SEI膜的高温稳定性，从而可以提升钠离子电池高温下的容量和循环寿命。

FEC可以在形成致密SEI膜的同时不增加或不明显增加电池阻抗，此外，FEC还可以在正极和负极表面衍生出含氟的SEI膜，这有助于提升钠离子在电极界面的脱嵌行为，还有助于提升钠离子电池在高温下的循环性能。

DTD能够增加钠离子电池初始放电容量，减少钠离子电池高温搁置后的体积膨胀率，提升钠离子电池的充放电性能。DTD在化成过程中会先于非水有机溶剂在负极表面发生还原反应，在负极表面形成烷基碳酸钠(ROCO

PST能在钠离子电池电极表面形成稳定的SEI膜，减少非水有机溶剂的还原分解，降低钠离子电池高温下的产气量，改善钠离子电池的高温性能。

因此，通过将上述化合物中的一种或多种与第一添加剂组合使用，可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

在一些实施例中，第二添加剂可以同时包括碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）和1,3-丙烯磺酸内酯（PST）。

VC与FEC配合使用可以在负极表面形成稳定的SEI膜，减少电解液的分解，提升电解液常温循环稳定性与高温循环稳定性。

VC可以提升钠离子电池的可逆容量与高温性能，但是会降低钠离子电池的倍率性能；FEC可以提升钠离子电池的循环稳定性与倍率性能；PST可以提升钠离子电池的高温性能，降低钠离子电池高温下的产气量；DTD可以提升钠离子电池的首次库伦效率及循环性能。

当电解液中第二添加剂同时包括以上组分时，能够进一步提升钠离子电池高温下的稳定性。

在一些实施例中，以电解液的总质量为基准，第二添加剂在电解液中的质量含量可以为0.5%-5%，例如，可以为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%，或上述任意两个数值组成的范围。

当电解液中第二添加剂的质量含量在上述范围内时，可以使电解液具有更好的高温稳定性，还可以在负极形成更加致密且均一的SEI膜，从而可以更好地改善钠离子电池的高温性能。

在一些实施例中，第二添加剂可以同时包括碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）和1,3-丙烯磺酸内酯（PST），并且碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和1,3-丙烯磺酸内酯的质量比可以为（0.5-3）:（0.2-1）:（0.2-1）:1。

当第二添加剂在上述范围内时，VC可以优先在负极表面形成NaF及Na

在一些实施例中，第一添加剂与第二添加剂的质量比可以为（1.2×10

在钠离子电池化成过程中，电解液中的第二添加剂可以优先在负极表面分解形成固体组分沉积在负极活性材料表面，这些刚产生的固体组分可以起到类似晶核的作用，并且电解液中的第一添加剂可以迅速在这些固体组分表面析出，从而可以提升SEI膜的生成速度以及SEI膜的均一性和致密性。

当电解液中第一添加剂与第二添加剂的质量比在上述范围内时，通过第一添加剂与第二添加剂的协同配合，可以在负极表面快速生成致密且均一的SEI膜，由此可以减少钠离子电池使用过程中SEI膜溶解破损，从而可以进一步提升钠离子电池的循环性能，特别是高温下的循环性能，还可以进一步降低钠离子电池的产气量。

发明人发现，当第一添加剂与第二添加剂的质量比较大时，不利于第二添加剂起到类似晶核的作用，由此影响了第一添加剂的快速结晶析出，降低了SEI膜的生成速度，从而会消耗更多电解液去形成SEI膜，进而会降低钠离子电池的首次库伦效率降低；同时还不利于提升形成的SEI膜均一性，进而还会影响钠离子电池的循环性能。

在一些实施例中，第二添加剂可以同时包括碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）和1,3-丙烯磺酸内酯（PST），并且第一添加剂与第二添加剂的质量比可以为（1.2×10

在一些实施例中，环状碳酸酯类化合物和链状碳酸酯类化合物的质量比可以为（0.2-0.7）:1。

环状碳酸酯类化合物可以提升电解液的介电常数，有利于钠盐的解离；链状碳酸酯类化合物的黏度较低。通过调节环状碳酸酯类化合物和链状碳酸酯类化合物的质量比在上述范围内，可以使电解液具有高离子电导率，从而有助于提升钠离子电池的循环性能和/或倍率性能。

在一些实施例中，环状碳酸酯类化合物可以包括碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）中的一种或多种。

在一些实施例中，环状碳酸酯类化合物可以同时包括碳酸乙烯酯（EC）和碳酸丙烯酯（PC）。

EC具有高介电常数，可以提升电解液的介电常数，从而有利于钠盐的解离，此外，EC还有助于形成稳定的SEI膜。PC可以提升钠离子的传导性，此外，PC还可以减少电解液的分解。

因此，当环状碳酸酯类化合物在上述范围内时，可以使电解液具有更高的离子电导率，从而有助于进一步提升钠离子电池的循环性能和/或倍率性能。

在一些实施例中，链状碳酸酯类化合物可以包括碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲丙酯（MPC）中的一种或多种。

在一些实施例中，链状碳酸酯类化合物可以包括碳酸二乙酯（DEC）和碳酸甲乙酯（EMC）中的一种或两种。

当链状碳酸酯类化合物在上述范围内时，可以降低电解液的黏度，提升电解液的离子电导率，并有助于进一步提升钠离子电池的循环性能。

在一些实施例中，非水有机溶剂可以包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯。可选地，以非水有机溶剂的总质量为基准，碳酸乙烯酯的质量含量可以为5%-30%，碳酸丙烯酯的质量含量可以为15%-40%，碳酸二乙酯的质量含量可以为30%-80%。

在一些实施例中，非水有机溶剂可以包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯。可选地，以非水有机溶剂的总质量为基准，碳酸乙烯酯的质量含量可以为5%-30%，碳酸丙烯酯的质量含量可以为15%-40%，碳酸甲乙酯的质量含量可以为30%-80%。

在一些实施例中，非水有机溶剂可以包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯。可选地，以非水有机溶剂的总质量为基准，碳酸乙烯酯的质量含量可以为5%-30%，碳酸丙烯酯的质量含量可以为15%-40%，碳酸二乙酯的质量含量可以为15%-40%，碳酸甲乙酯的质量含量可以为15%-40%。

当非水有机溶剂在上述范围内时，可以提升电解液的介电常数，降低电解液的黏度，提升钠离子的迁移率，从而可以提升钠离子电池的循环性能。

在一些实施例中，钠盐可以包括NaPF

在一些实施例中，钠盐在电解液中的摩尔浓度可以为0.6-1.2mol/L，例如，可以为0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L、1mol/L、1.1mol/L、1.2mol/L，或上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施例中，钠盐可以包括NaPF

在一些实施例中，钠盐可以包括NaPF

NaPF

在一些实施例中，NaPF

在一些实施例中，NaODFB在电解液中的摩尔浓度可以为0.01-0.1mol/L。

在一些实施例中，钠盐可以包括NaPF

当NaPF

在一些实施例中，钠盐可以包括NaPF

当NaPF

在一些实施例中，电解液可以按照如下方法制备。

将非水有机溶剂加入容器中，在温度为50-70℃、搅拌速度为250-350转/min的条件下搅拌5-20min，非水有机溶剂可以一次加入至容器中，也可以分批加入至容器中；将温度调整到15-25℃，继续搅拌15-25min，使非水有机溶剂的温度稳定在20±2℃，加入钠盐，搅拌25-35min使钠盐充分溶解，整个搅拌过程温度控制在20±2℃；将添加剂加入到容器中，在搅拌速度为250-350转/min的条件下搅拌25-35min，得到电解液，添加剂可以一次加入至容器中，也可以分批加入至容器中。

本申请实施例还提供了一种钠离子电池，包括本申请实施例提供的电解液。

钠离子电池还包括正极片。

正极片的材料、构成和其制造方法可包括任何现有技术中公知的技术。

在一些实施例中，正极片可以包括正极集流体及设置于正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层。

本申请对正极集流体的材料没有特别的限制，可以选用具有电子传导性的材料。例如，正极集流体可以采用铝箔、涂炭铝箔。

正极活性材料层包括正极活性材料。正极活性材料可以选自能够吸收和释放钠的材料。正极活性材料的具体种类不受具体的限制，可根据需求选择。作为示例，正极活性材料可以包括但不限于过渡金属层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物中的一种或多种。这些材料可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。

上述各正极活性材料的改性化合物可以是对正极活性材料进行掺杂改性、表面包覆改性、或掺杂包覆同时改性。在一些实施例中，正极活性材料可以包括硫酸亚铁钠和碳纳米管的复合材料，碳纳米管含量可以小于等于5%。

当正极活性材料采用上述硫酸亚铁钠和碳纳米管的复合材料时，正极活性材料能够很好地和本申请中的电解液配合，从而可以提升SEI膜的高温稳定性，进而可以提升钠离子电池的首次库伦效率和容量保持率，并可以减少钠离子电池高温下的产气。

在一些实施例中，正极活性材料层可以包括正极导电剂。正极导电剂可以包括但不限于导电炭黑、碳纳米管、乙炔黑和石墨烯中的一种或多种。

在一些实施例中，正极活性材料层可以包括正极粘结剂。正极粘结剂可以包括但不限于聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物中的一种或多种。

在一些实施例中，正极集流体单侧的正极活性材料层的面密度可以为9.5-17.5mg/cm

在一些实施例中，正极片可以按照如下方法制备，例如采用涂覆法制得，即将正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂等材料分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮（NMP））中，制成浆料；然后将该浆料涂覆于正极集流体一侧或两侧的表面，再经干燥、辊压等处理后，得到正极片。

钠离子电池还可以包括负极片。

负极片的材料、构成和其制造方法可包括任何现有技术中公知的技术。

在一些实施例中，负极片可以包括负极集流体及设置于负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层。

本申请对负极集流体的材料没有特别的限制，可以选用具有电子传导性的材料。例如，负极集流体可以采用铝箔。

负极活性材料层包括负极活性材料。负极活性材料的具体种类不受具体的限制，可根据需求进行选择。作为示例，负极活性材料可以包括硬碳。

在一些实施例中，负极活性材料层可以包括负极导电剂。负极导电剂可以包括但不限于导电炭黑、碳纳米管、乙炔黑和石墨烯的一种或多种。

在一些实施例中，负极活性材料层可以包括负极粘结剂。负极粘结剂可以包括但不限于丁苯橡胶、羧甲基纤维素中的一种或多种。

在一些实施例中，负极集流体单侧的负极活性材料层的面密度可以为2.5-6.5mg/cm

在一些实施例中，负极片可以按照如下方法制备，例如采用涂覆法制得，即将负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂等材料分散于溶剂（例如去离子水）中，制成浆料；然后将该浆料涂覆于负极集流体一侧或两侧的表面，再经干燥、辊压等处理后，得到负极片。

钠离子电池还可以包括隔膜。隔膜可以设置在正极片和负极片之间，主要起到防止正极和负极短路的作用。

在一些实施例中，隔膜可以包括聚乙烯膜、聚丙烯膜或玻璃纤维膜。

通过以下步骤可以制备钠离子电池：将正极片、隔膜、负极片按顺序叠好、固定，并一同放入外包装（例如半封口的铝塑膜）中，密封后再进行干燥（例如在80-90℃真空条件下干燥40-60h），干燥结束后注入电解液，经真空封装、化成等工序后获得钠离子电池。

实施例

下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比和比值都是基于质量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。

（1）钠离子电池的首次库伦效率测试

将钠离子电池在25℃下静置24h，使电解液充分浸润正负极与隔膜；将静置后的钠离子电池以0.05C恒流充电120min（1C=120mA/g的电流密度），充电容量记为C1；再将钠离子电池以0.1C恒流充电180min，充电容量记为C2；静置2h后再将钠离子电池以0.1C恒流充电至4.5V，充电容量记为C3，化成总充电容量为C1+C2+C3；最后将钠离子电池以0.1C恒流放电至2.0V，得到放电容量，完成首圈的化成。钠离子电池首次放电容量与首次充电容量之比即为钠离子电池的首次库伦效率，即钠离子电池的首次库伦效率=放电容量/总充电容量×100%。

（2）钠离子电池的循环容量保持率测试

在25℃的条件下，将钠离子电池以0.2C恒流充电至电压为4.5V，以0.2C恒流放电至电压为2V，测试钠离子电池的放电容量并记为C0；在上述相同条件下重复进行循环充放电，测定第200次循环后钠离子电池的放电容量并记为C1。25℃下钠离子电池循环200圈后的容量保持率=C1/C0×100%。

在55℃的条件下，将钠离子电池以0.2C恒流充电至电压为4.5V，以0.2C恒流放电至电压为2V，测试钠离子电池的放电容量并记为C2；在上述相同条件下重复进行循环充放电，测定第200次循环后钠离子电池的放电容量并记为C3。55℃下钠离子电池循环200圈后的容量保持率=C3/C2×100%。

（3）钠离子电池的体积膨胀率测试

在25℃条件下，用排水法测试钠离子电池的体积并记为V1，将钠离子电池按照上述测试（2）中25℃循环容量保持率的测试方法，循环200圈后，用排水法再次测试钠离子电池的体积并记为V2。钠离子电池的体积膨胀率为（V2-V1）/V1×100%。

实施例1

（1）电解液的制备

在氩气氛围手套箱中，将10g碳酸乙烯酯加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为60℃、搅拌速度为300转/min条件下搅拌10min。待碳酸乙烯酯完全融化后，加入30g碳酸丙烯酯和60g碳酸二乙酯，继续搅拌25min，得到混合液A。

将温度调整到20℃，继续搅拌20min，使混合液A的温度稳定在20℃，然后向三口烧瓶中加入12.92g NaPF

将第二添加剂碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、硫酸乙烯酯（DTD）和1,3-丙烯磺酸内酯（PST）加入到混合液B中，加入质量分别为1.13g、0.568g、0.568g和1.7g，然后以转速为300转/min搅拌30min，得到混合液C。

分别称量4.725×10

（2）正极片的制备

将Na

（3）负极片的制备

将硬碳、Super-p、丁苯橡胶和羧甲基纤维素按95:1.5:2:1.5的质量比分散在去离子水中，混合均匀后得到固含量为54%的浆料。将浆料涂布到铝箔的两个表面上，在120℃真空条件下干燥12h，之后辊压至压实密度为1.0g/cm

（4）钠离子电池制备

将正极片、隔膜、负极片按照正极片、隔膜、负极片的顺序叠好，卷绕固定后放入半封口的铝塑膜中，然后经顶封、侧封后，转移至85℃真空条件下干燥48h，之后注入电解液，经真空封装后获得钠离子电池。

实施例2

除在电解液的制备中，电解液中第一添加剂的质量含量、第一添加剂与第二添加剂的质量比不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

按照NaF、Na

第一添加剂与第二添加剂的质量比为1.2×10

实施例3

除在电解液的制备中，电解液中第一添加剂的质量含量、第一添加剂与第二添加剂的质量比不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

按照NaF、Na

第一添加剂与第二添加剂的质量比为2.5×10

实施例4

除在电解液的制备中，电解液中第一添加剂的质量含量、第一添加剂与第二添加剂的质量比不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

按照NaF、Na

第一添加剂与第二添加剂的质量比为6.2×10

实施例5

除在电解液的制备中，电解液中第一添加剂的质量含量、第一添加剂与第二添加剂的质量比不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

按照NaF、Na

第一添加剂与第二添加剂的质量比为6.2×10

实施例1-5电解液的添加剂的组成见表1。

实施例1-5电池的测试结果示出在表2中，实施例1电池55℃下的循环性能测试图如图1所示。

表1

表2

由表1和表2可知，当电解液中包含第一添加剂时，可以提升电池的首次库伦效率、25℃下循环容量保持率、55℃下循环容量保持率，并可以降低电池的体积膨胀率。

由表1和表2可知，第一添加剂的质量含量以及第一添加剂与第二添加剂的质量比不同，测试结果略有差异，当第一添加剂的质量含量在0.21-21ppm之间、第一添加剂与第二添加剂的质量比在（6.2×10

实施例6

除在电解液的制备中，电解液中NaF、Na

实施例7

除在电解液的制备中，电解液中NaF、Na

实施例8

除在电解液的制备中，电解液中NaF、Na

实施例6-8电池的测试结果示出在表3中。

表3

由表3可知，当第一添加剂的质量含量相同，但NaF、Na

由表3还可知，当NaF和Na

实施例9

除在电解液的制备中，第二添加剂组成不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第二添加剂仅包括VC，且加入质量为4g。

实施例10

除在电解液的制备中，第二添加剂组成不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第二添加剂仅包括FEC，且加入质量为4g。

实施例11

除在电解液的制备中，第二添加剂组成不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第二添加剂仅包括DTD，且加入质量为4g。

实施例12

除在电解液的制备中，第二添加剂组成不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第二添加剂仅包括PST，且加入质量为4g。

实施例13

除在电解液的制备中，不添加第二添加剂不同之外，其余制备工艺与实施例1相同。

实施例14

除在电解液的制备中，未加入NaODFB且NaPF

实施例9-14电池的测试结果示出在表4中。

表4

由表4还可知，当电解液中进一步添加第二添加剂时，电池的首次库伦效率、25℃下循环容量保持率、55℃下循环容量保持率进一步提升，同时电池的体积膨胀率进一步降低。

由表4还可知，当第二添加剂同时包括上述四种组分（即VC、FEC、DTD和PST）时，电池的首次库伦效率、25℃下循环容量保持率、55℃下循环容量保持率进一步提升，同时电池的体积膨胀率进一步降低。

由表4还可知，当钠盐同时包括NaPF

对比例1

除在电解液的制备中，第一添加剂组成不同且不添加第二添加剂之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第一添加剂仅包括NaF，且其在电解液中的质量含量为1.47ppm。

对比例2

除在电解液的制备中，第一添加剂组成不同且不添加第二添加剂之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第一添加剂仅包括Na

对比例3

除在电解液的制备中，第一添加剂组成不同且不添加第二添加剂之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第一添加剂仅包括Na

对比例4

除在电解液的制备中，第一添加剂组成不同且不添加第二添加剂之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第一添加剂包括NaF和Na

对比例5

除在电解液的制备中，第一添加剂组成不同且不添加第二添加剂之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第一添加剂包括Na

对比例6

除在电解液的制备中，第一添加剂组成不同且不添加第二添加剂之外，其余制备工艺与实施例1相同。

第一添加剂包括NaF和Na

对比例7

除在电解液的制备中，不添加第一添加剂和第二添加剂之外，其余制备工艺与实施例1相同。

对比例1-7电池的测试结果示出在表5中，对比例1电池55℃下的循环性能测试图如图1所示。

表5

由表5可知，当电解液中只含有第一添加剂中的任意一种组分或者任意两种组分时，即使其含量以及比例在本申请的范围内，对于电池的首次库伦效率、25℃下循环容量保持率、55℃下循环容量保持率的提升效果以及对于电池的体积膨胀率的降低效果也均不佳。

由实施例1-14和对比例1-7可知，本申请电池的首次库伦效率在78.9%以上、25℃下循环容量保持率在91.2%以上、55℃下循环容量保持率在81.0%以上，并可以使得电池的体积膨胀率低于13.3%。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。