基于磷氧基含氮杂环化合物的电解液及钠离子电池的制作方法

1.本发明涉及钠离子电池领域，具体的说，是一种基于磷氧基含氮杂环化合物的电解液及钠离子电池。


背景技术：

2.近年来，新能源汽车受到越来越多的关注。作为核心部件，动力电池是新能源汽车发展关键之一。随着锂离子电池价格上涨、资源储量有限等问题的显现，资源分布广泛的钠离子电池逐渐进入人们的视野。
3.钠离子电池的配件相应的比锂离子电池要便宜，另外钠的化合物可以作为电极材料，这也是降成本的一个重要方向。钠盐原材料储量丰富，价格低廉，采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料，原料成本降低一半。
4.由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100wh/kg，可与磷酸铁锂离子电池相媲美，但是其成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。
5.但是，因为钠离子的离子半径(r＝0.113nm)是锂离子(r＝0.076nm)的3.3倍左右，所以带来相应的技术难题，即规整石墨结构、高温石墨化的碳中间相微球(mcmb)几乎没有嵌钠容量，部分热解硬碳可得到近280mah/g的可逆嵌钠容量以及循环性，但初始不可逆容量较高，动力学性能差。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于磷氧基含氮杂环化合物的电解液；以实现当电解液应用到钠离子电池中后，可以改善负极界面膜的性质，提高了电池首次充放电库伦效率和循环性能的目的。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
8.一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，包括有机溶剂、电解质和添加剂；
9.所述添加剂包括磷氧基含氮杂环化合物、双氟磺酰亚胺钠和硫酸乙烯酯。
10.作为优选的，所述磷氧基含氮杂环化合物选自如式i至式v所示化合物中的至少一种：
[0011][0012]
进一步的，所述r
11
、r
12
、r
13
、r
21
、r
22
、r
23
、r
24
、r
31
、r
32
、r
33
、r
41
、r
42
、r
43
、r
44
、r
51
、r
52
、r
53
、r
54
、r
55
各自独立地选自氢原子、卤原子、氨基、磺酸基、取代或未取代的c
1-c
20
烷基、取代或未取代的c
2-c
20
烯基、取代或未取代的c
6-c
26
芳基、取代或未取代的c
1-c
20
磺酰烷基、取代或未取代的c
2-c
20
磺酰烯基、取代或未取代的c
6-c
26
磺酰芳基之一。
[0013]
更进一步的，所述磷氧基含氮杂环化合物选自如式ia至式va所示化合物中的至少一种：
[0014]
[0015]
更进一步的，所述r
61
、r
62
、r
63
、r
64
、r
65
、r
66
、r
71
、r
72
、r
73
、r
74
、r
75
、r
76
、r
77
、r
78
、r
81
、r
82
、r
83
、r
84
、r
85
、r
86
、r
91
、r
92
、r
93
、r
94
、r
95
、r
96
、r
97
、r
98
、r
101
、r
102
、r
103
、r
104
、r
105
、r
106
、r
107
、r
108
、r
109
、r
110
各自独立地选自氢原子、卤原子、氨基、磺酸基、取代或未取代的c
1-c
20
烷基、取代或未取代的c
2-c
20
烯基、取代或未取代的c
6-c
26
芳基、取代或未取代的c
1-c
20
磺酰烷基、取代或未取代的c
2-c
20
磺酰烯基、取代或未取代的c
6-c
26
磺酰芳基之一。
[0016]
更进一步的，所述r
67
、r
79
、r
87
、r
99
、r
111
各自独立的选自氢原子、卤原子、氨基、磺酸基、吡咯啉基、吡唑基、吡咯烷基、咪唑基、吡啶基、哌啶基、取代或未取代的c
1-c
20
烷基、取代或未取代的c
2-c
20
烯基、取代或未取代的c
6-c
26
芳基、取代或未取代的c
1-c
20
磺酰烷基、取代或未取代的c
2-c
20
磺酰烯基、取代或未取代的c
6-c
26
磺酰芳基。
[0017]
更进一步的，所述磷氧基含氮杂环化合物选自如化合物1至化合物5所示化合物中的至少一种：
[0018][0019]
更进一步的，所述添加剂还包括环状磺酸内酯、含双键的环状碳酸酯、含氟碳酸酯、含硼钠盐、含磷钠盐中的至少一种。
[0020]
本发明所涉及的电解液具备以下有益效果：
[0021]
在钠离子电池高温化成过程中，利用磷氧基含氮杂环化合物优先于钠离子的消耗，在正极表面形成se i膜；并利用双氟磺酰亚胺钠和硫酸乙烯酯优先于磷氧基含氮杂环化合物和钠离子的消耗，在负极材料表面形成se i膜。进而通过减少在化成过程中钠离子的消耗，来改善电池首次充放电库伦效率。
[0022]
当本技术电解液的磷氧基含氮杂环化合物可在正极表面开环聚合形成钝化膜，但由于磷氧基含氮杂环化合物还会在负极界面形成阻抗较大的se i膜，对于钠离子电池来讲，会阻碍钠离子在负极的嵌入和脱出，造成活性钠和电池容量的损失。本技术的电解液将磷氧基含氮杂环化合物与双氟磺酰亚胺钠和硫酸乙烯酯合用，双氟磺酰亚胺钠和硫酸乙烯酯可优先磷氧基含氮杂环化合物在负极表面形成稳定的高离子电导率的se i膜，并且双氟磺酰亚胺钠和硫酸乙烯酯两者之间可以发生协同作用，进一步抑制磷氧基含氮杂环化合物对负极界面阻抗的不利影响，减小电池的极化和提高放电容量，而且可显著改善电池的首次充放电库伦效率和循环性能。
[0023]
同时，本技术还提供了一种钠离子电池包括前述的电解液；
[0024]
还包括正极极片和负极极片，所述电解液设于所述正极极片与所述负极极片之间。
[0025]
作为优选的，所述正极极片内含有钠锰铁钴镍钛，所述钠锰铁钴镍钛结构式为namn
x
feycozni u
t ivo2，其中，0《x《1，0《y《1，0《z《1，0《u《1，0《v《1，x+y+z+u+v＝1；
[0026]
所述负极极片内含有硬碳。
[0027]
本发明提供的钠离子电池首次充放电库伦效率显著提高，循环后的容量保持率、高温存储产气性能也得到显著改善，并且能够改善高温存储性能。
具体实施方式
[0028]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0029]
因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0030]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0031]
首先进行钠离子电池正极片的制备：
[0032]
(1)钠离子电池的正极片的制备
[0033]
将正极活性材料锰铁钴镍钛酸钠(namn
0.2
fe
0.2
co
0.2
ni
0.2
ti
0.2
o2)、导电剂super-p、粘接剂聚偏二氟乙烯(pvdf)按质量比95.5:2.25:2.25溶于溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)中混合均匀制成正极浆料，正极浆料中固含量为76wt.％。之后将正极浆料均匀涂布在集流体铝箔上，涂布量为0.0105g/cm2，随后在80℃下烘干后进行冷压、切边、裁片、分条，之后在80℃真空条件下干燥3h，焊接极耳，制成钠离子电池的正极片。
[0034]
(2)钠离子电池的负极片的制备
[0035]
将负极活性材料硬碳、导电剂super-p、增稠剂cmc、粘接剂丁苯橡胶(sbr)按质量比96：2：1：1溶于溶剂去离子水中混合均匀制成负极浆料，之后将负极浆料均匀涂布在集流体铜箔的正反两面上，涂布量为0.0070g/cm2，随后在86℃下烘干后进行冷压、切边、裁片、分条，之后在105℃真空条件下干燥4.5h，焊接极耳，制成锂离子电池的负极片。
[0036]
(3)钠离子电池的电解液的制备
[0037]
在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)和1,3-二氧环戊烷(dol)以质量比ec:emc:dol＝20:60:20混合，作为非水有机溶剂。向非水有机溶剂中加入六氟磷酸钠，钠盐的浓度为1.0mo l/l，然后向其中加入添加剂，混合均匀后，即为所述电解液。
[0038]
(4)锂离子电池的制备
[0039]
以16μm的聚乙烯薄膜(pe)作为隔离膜。将制得的正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极片中间，卷绕得到裸电芯，焊接极耳，将裸电芯置于外包装中，将上述制备的电解液注入到干燥后的电芯中，封装、静置、之后用0.02c恒流充电到3.3v，再以0.1c恒流充电到3.6v、整形、容量测试，完成钠离子电池的制备。制得的软包钠离子电池的厚度4.0mm、宽度60mm、长度140mm。
[0040]
下列实施例中，对不同添加剂的组分进行具体实施，并且各个添加剂的添加量基于电解液的总质量计算所得到的质量百分数。
[0041]
实施例1
[0042]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和1％的双氟磺酰亚胺钠组成。
[0043]
实施例2
[0044]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和0.1％的双氟磺酰亚胺钠组成。
[0045]
实施例3
[0046]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和11％的双氟磺酰亚胺钠组成。
[0047]
实施例4
[0048]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和1％的硫酸乙烯酯组成。
[0049]
实施例5
[0050]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和0.5％的硫酸乙烯酯组成。
[0051]
实施例6
[0052]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和3.5％的硫酸乙烯酯组成。
[0053]
实施例7
[0054]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和1％的1,3-丙烷磺酸内酯(ps)组成。
[0055]
实施例8
[0056]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和1％的碳酸亚乙烯酯(vc)组成。
[0057]
实施例9
[0058]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)组成。
[0059]
实施例10
[0060]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和1％的nabf4组成。
[0061]
实施例11
[0062]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1和1％的二氟磷酸钠组成。
[0063]
实施例12
[0064]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1、1％的双氟磺酰亚胺钠以及1％的硫酸乙烯酯组成。
[0065]
实施例13
[0066]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯以及1％的1,3-丙烷磺酸内酯(ps)组成。
[0067]
实施例14
[0068]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯以及1％的碳酸亚乙烯酯(vc)组成。
[0069]
实施例15
[0070]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯以及1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)组成。
[0071]
实施例16
[0072]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯以及1％的nabf4组成。
[0073]
实施例17
[0074]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯以及1％的二氟磷酸钠组成。
[0075]
实施例18
[0076]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物1、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯、1％的1,3-丙烷磺酸内酯(ps)、1％的碳酸亚乙烯酯(vc)、1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)、1％的nabf4以及1％的二氟磷酸钠组成。
[0077]
实施例19
[0078]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物2、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯、1％的1,3-丙烷磺酸内酯(ps)、1％的碳酸亚乙烯酯(vc)、1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)、1％的nabf4以及1％的二氟磷酸钠组成。
[0079]
实施例20
[0080]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物3、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯、1％的1,3-丙烷磺酸内酯(ps)、1％的碳酸亚乙烯酯(vc)、1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)、1％的nabf4以及1％的二氟磷酸钠组成。
[0081]
实施例21
[0082]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物4、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯、1％的1,3-丙烷磺酸内酯(ps)、1％的碳酸亚乙烯酯(vc)、1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)、1％的nabf4以及1％的二氟磷酸钠组成。
[0083]
实施例22
[0084]
在本实施例中，添加剂由1％的化合物5、1％的双氟磺酰亚胺钠、1％的硫酸乙烯酯、1％的1,3-丙烷磺酸内酯(ps)、1％的碳酸亚乙烯酯(vc)、1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)、1％的nabf4以及1％的二氟磷酸钠组成。
[0085]
对比例1
[0086]
在本对比例中，在电解液中不加入添加剂。
[0087]
对比例2
[0088]
在本对比例中，添加剂仅由1％的化合物1组成。
[0089]
对比例3
[0090]
在本对比例中，添加剂仅由1％的化合物2组成。
[0091]
对比例4
[0092]
在本对比例中，添加剂仅由1％的化合物3组成。
[0093]
对比例5
[0094]
在本对比例中，添加剂仅由1％的化合物4组成。
[0095]
对比例6
[0096]
在本对比例中，添加剂仅由1％的化合物5组成。
[0097]
对比例7
[0098]
在本对比例中，添加剂仅由1％的双氟磺酰亚胺钠组成。
[0099]
对比例8
[0100]
在本对比例中，添加剂仅由1％的硫酸乙烯酯组成。
[0101]
对比例9
[0102]
在本对比例中，添加剂仅由1％的1,3-丙烷磺酸内酯(ps)组成。
[0103]
对比例10
[0104]
在本对比例中，添加剂仅由1％的碳酸亚乙烯酯(vc)组成。
[0105]
对比例11
[0106]
在本对比例中，添加剂仅由1％的氟代碳酸乙烯酯(fec)组成。
[0107]
对比例12
[0108]
在本对比例中，添加剂仅由1％的nabf4组成。
[0109]
对比例13
[0110]
在本对比例中，添加剂仅由1％的二氟磷酸钠组成。
[0111]
对比例14
[0112]
在本对比例中，添加剂仅由0.1％的化合物1组成。
[0113]
对比例15
[0114]
在本对比例中，添加剂仅由0.1％的化合物2组成。
[0115]
对比例16
[0116]
在本对比例中，添加剂仅由0.1％的化合物3组成。
[0117]
对比例17
[0118]
在本对比例中，添加剂仅由0.1％的化合物4组成。
[0119]
对比例18
[0120]
在本对比例中，添加剂仅由0.1％的化合物5组成。
[0121]
对比例19
[0122]
在本对比例中，添加剂仅由2.5％的化合物1组成。
[0123]
对比例20
[0124]
在本对比例中，添加剂仅由2.5％的化合物2组成。
[0125]
对比例21
[0126]
在本对比例中，添加剂仅由2.5％的化合物3组成。
[0127]
对比例22
[0128]
在本对比例中，添加剂仅由2.5％的化合物4组成。
[0129]
对比例23
[0130]
在本对比例中，添加剂仅由2.5％的化合物5组成。
[0131]
对比例24
[0132]
在本对比例中，添加剂仅由0.1％的双氟磺酰亚胺钠组成。
[0133]
对比例25
[0134]
在本对比例中，添加剂仅由11％的双氟磺酰亚胺钠组成。
[0135]
对比例26
[0136]
在本对比例中，添加剂仅由0.5％的硫酸乙烯酯组成。
[0137]
对比例27
[0138]
在本对比例中，添加剂仅由3.5％的硫酸乙烯酯组成。
[0139]
将实施例1至22以及对比例1至27中制备得到的电池，均采用以下方式进行测试：
[0140]
(1)钠离子电池的首次效率测试。
[0141]
钠离子电池封装、静止后，用0.02c恒流充电到3.3v，再以0.1c恒流充电到3.6v，之后在2.5℃环境下放置24h，然后以1c恒流充电到4.1v，然后以4.1v恒定电压充电至电流为0.05c，搁置1h后，然后用1c恒定电流放电至2.5v。钠离子电池的首次效率(％)＝首次放电
容量/充电总容量
×
100％。
[0142]
(2)钠离子电池的循环性能测试(25℃和45℃)
[0143]
将钠离子电池以1c恒定电流充电至4.1v，然后以4.1v恒定电压充电至电流为0.05c，然后用1c恒定电流放电至2.5v，此为一个充放电循环。以首次放电的容量为100％，计算钠离子电池循环500次后的容量保持率。钠离子电池循环500次后的容量保持率(％)＝第500次循环的放电容量/首次放电的容量
×
100％。
[0144]
(3)钠离子电池的存储产气性能测试
[0145]
在25℃下，先以0.5c的恒定电流对电池充电至4.1v，进一步以4.1v恒定电压充电至电流为0.05c，然后用排水法将电池在去离子水中测得电池的初始体积，然后将电池置于85℃下，每存储24h后取出，在室温下静置60mi n，冷却至室温后的1小时内用排水法测试存储后体积，体积膨胀率＝(存储后的体积/初始体积-1)
×
100％，体积膨胀率达到30％时的天数记为可耐85℃产气的时间。
[0146]
测试结果如下表中所示。
[0147]
[0148]
[0149]
[0150][0151]
由表的测试结果可得知，与对比例1-27相比，本技术同时含有磷氧基含氮杂环化合物和双氟磺酰亚胺钠的实施例1，钠离子电池的首次充放电库伦效率显著提高，循环后的容量保持率、高温存储产气性能也得到显著改善。
[0152]
根据实施例4的实验数据可知，进一步添加硫酸乙烯酯，首次充放电库伦效率、循环后的容量保持率、高温存储产气性能得到进一步的提高。
[0153]
在实施例7-11中，添加ps、vc、fec、nabf4、二氟磷酸钠可改善高温存储性能。在实施例18-22中，磷氧基含氮杂环化合物、双氟磺酰亚胺钠和硫酸乙烯酯联用，进一步添加ps、vc、fec、nabf4、二氟磷酸钠，电池的首次充放电库伦效率、循环后的容量保持率、高温存储产气性能得到进一步的提高。
[0154]
另外，在前述的实施例和对比例中，磷氧基含氮杂环化合物在电解液中的质量百分含量为0.01％-2％。如果磷氧基含氮杂环化合物含量过大，会在正负极表面形成致密且厚的钝化膜，增加正负极的界面阻抗，从而在一定程度上恶化电池的循环性能；磷氧基含氮杂环化合物含量过小，则对首次充放电库伦效率和循环性能没有明显改善。
[0155]
磷氧基含氮杂环化合物在电解液中的质量百分含量范围的上限任选自2％、1％、0.8％、0.7％，下限任选自0.01％、0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、0.6％。磷氧基含氮杂环化合物在电解液中的质量百分含量为0.1％-1.5％。
[0156]
双氟磺酰亚胺钠在电解液中的质量百分含量为0.01％-10％。如果双氟磺酰亚胺钠含量过大，会增大电解液粘度及降低电导率；如果双氟磺酰亚胺钠含量过小，对降低负极成膜阻抗没有明显效果。
[0157]
具体的，双氟磺酰亚胺钠在电解液中的质量百分含量范围的上限任选自10％、9.5％、9％、8.5％、8％、7.5％、7％、6.5％、6％、5.5％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1％、0.8％、0.7％，下限任选自0.01％、0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、0.6％。更优地，双氟磺酰亚胺钠在电解液中的质量百分含量为0.1％-5％。
[0158]
硫酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量为0.01％-3％。如果硫酸乙烯酯含量过大，高温下会在正极氧化产气，从而在一定程度上恶化电池性能；如果硫酸乙烯酯含量过小，则成膜效率不高，电池循环性能无明显改善。
[0159]
具体的，硫酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量范围的上限任选自3％、2.5％、2％、1％、0.8％、0.7％，下限任选自0.01％、0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、0.6％。更优地，硫酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量为0.5％-2％。
[0160]
作为本技术中使用的电解质，可以合适地列举出下述的钠盐。
[0161]
napf6、nabf4、napo2f2、nafs i。
[0162]
钠盐在电解液中的浓度为0.5m-2m(m＝mo l
·
l-1
)，优选钠盐在电解液中的浓度为0.8m-1.2m。
[0163]
在上述电解液中，有机溶剂选自碳酸酯化合物、醚类化合物的至少一种，其中，碳酸酯化合物可为链状碳酸酯，也可为环状碳酸酯。
[0164]
作为有机溶剂的实例，可列举：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、环氧丙烷、二甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、和二甘醇二甲醚中的至少一种。
[0165]
本技术实施例的电解液例如可以通过下述方法获得：混合上述有机溶剂，向其中添加电解质和本技术的添加剂磷氧基含氮杂环化合物和双氟磺酰亚胺钠，还可添加硫酸乙烯酯，并还可继续添加环状磺酸内酯、含双键的环状碳酸酯、含氟碳酸酯、含硼钠盐、含磷钠
盐中的至少一种。
[0166]
同时，前述的化合物1采用以下路线进行制备：
[0167]
(cas no.：68593-85-1)通入甲烷气体，反应完毕后置于烘箱烘烤水分，之后通入氟气，获得化合物1。
[0168]
前述的化合物2采用以下路线进行制备：
[0169]
(磷酰咪唑，cas no.：15496-31-8)通入氧气，50℃反应3小时，获得化合物2。
[0170]
前述的化合物3采用以下路线进行制备：
[0171]
(cas no.：89982-87-6)和(咪唑，cas:288-32-4)混合，通入甲烷气体，50℃反应三小时，制得化合物3。
[0172]
前述的化合物4采用以下路线进行制备：
[0173]
(甲基苯基-氧磷，cas:19315-13-0)和(苯并咪唑，cas:51-17-2)混合后通入氧气，50℃反应三小时，蒸馏除水后得到化合物4。
[0174]
前述的化合物5采用以下路线进行制备：
[0175]
(甲基苯基-氧磷，cas:19315-13-0)和(2-甲基咪唑，cas:693-98-1)混合后通入氧气，50℃反应三小时，蒸馏除水后得到化合物5。
[0176]
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，其特征在于：包括有机溶剂、电解质和添加剂；所述添加剂包括磷氧基含氮杂环化合物、双氟磺酰亚胺钠和硫酸乙烯酯。2.根据权利要求1所述的一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，其特征在于：所述磷氧基含氮杂环化合物选自如式i至式v所示化合物中的至少一种：3.根据权利要求2所述的一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，其特征在于：所述r
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各自独立地选自氢原子、卤原子、氨基、磺酸基、取代或未取代的c
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烷基、取代或未取代的c
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烯基、取代或未取代的c
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芳基、取代或未取代的c
1-c
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磺酰烷基、取代或未取代的c
2-c
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磺酰烯基、取代或未取代的c
6-c
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磺酰芳基之一。4.根据权利要求1所述的一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，其特征在于：所述磷氧基含氮杂环化合物选自如式ia至式va所示化合物中的至少一种：
5.根据权利要求4所述的一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，其特征在于：所述r
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各自独立地选自氢原子、卤原子、氨基、磺酸基、取代或未取代的c
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烯基、取代或未取代的c
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芳基、取代或未取代的c
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磺酰烷基、取代或未取代的c
2-c
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磺酰烯基、取代或未取代的c
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磺酰芳基之一。6.根据权利要求4或5所述的一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，其特征在于：所述r
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各自独立的选自氢原子、卤原子、氨基、磺酸基、吡咯啉基、吡唑基、吡咯烷基、咪唑基、吡啶基、哌啶基、取代或未取代的c
1-c
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烷基、取代或未取代的c
2-c
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烯基、取代或未取代的c
6-c
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芳基、取代或未取代的c
1-c
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磺酰烷基、取代或未取代的c
2-c
20
磺酰烯基、取代或未取代的c
6-c
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磺酰芳基。7.根据权利要求1所述的一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，其特征在于：所述磷氧基含氮杂环化合物选自如化合物1至化合物5所示化合物中的至少一种：
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于磷氧基含氮杂环化合物的钠离子电池电解液，其特征在于：所述添加剂还包括环状磺酸内酯、含双键的环状碳酸酯、含氟碳酸酯、含硼钠盐、含磷钠盐中的至少一种。9.一种钠离子电池，其特征在于：包括权利要求1至8任意一项所述的电解液；还包括正极极片和负极极片，所述电解液设于所述正极极片与所述负极极片之间。10.根据权利要求9所述的一种钠离子电池，其特征在于：所述正极极片内含有钠锰铁钴镍钛，所述钠锰铁钴镍钛结构式为namn
x
fe
y
co
z
ni
u
tivo2，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，0<u<1，0<v<1，x+y+z+u+v＝1；所述负极极片内含有硬碳。

技术总结
本发明公开了一种基于磷氧基含氮杂环化合物的电解液及钠离子电池，涉及钠离子电池领域。本发明包括有机溶剂、电解质和添加剂；所述添加剂包括磷氧基含氮杂环化合物、双氟磺酰亚胺钠和硫酸乙烯酯；以实现当电解液应用到钠离子电池中后，可以改善负极界面膜的性质，提高了电池首次充放电库伦效率和循环性能的目的。了电池首次充放电库伦效率和循环性能的目的。


技术研发人员：孔东波 邵俊华 韩飞 王亚洲 宋东亮 李渠成 施艳霞 司雅楠 张利娟 李海杰 龚国斌 郭飞 闫志卫 王郝为 闫国锋
受保护的技术使用者：河南省法恩莱特新能源科技有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/8/28