一种钠离子电池电解液及其生产工艺的制作方法

本发明涉及钠离子电池，具体为一种钠离子电池电解液及其生产工艺。

背景技术：

1、锂离子电池(libs)作为一种化学电源，已经成为当今社会不可或缺的实用工具。由于锂离子电池材料及工艺已经超过了25年的深入研究，以及新型锂资源的发现，使得锂离子电池关键部件的成本大幅度下降。然而，考虑到锂离子电池在市场上的需求量不断增加，因此设计一个更加便宜，更具有可持续性的能源储存器件是至关重要的。而钠离子电池(sibs)是一个可选择的替代品，钠元素和锂元素处于同一主族，具有相似的物化性质，因此原则上可以构建出原理相同、性质相似的钠离子电池。与锂离子电池相比，钠离子电池最大的优势就是钠资源的丰度大且分布均匀。锂元素在地壳中的丰度仅为0.0017％，而钠元素的丰度则为2.3％，是锂的1353倍。因此钠离子电池原材料的成本及供应保障都远远优于锂离子电池。并且钠离子与铝不发生合金反应，因此钠离子电池负极集流体的铜箔可以使用铝箔代替，这不仅可以进一步降低电池的成本，还能降低电池的重量，提高其能量密度。

2、然而钠离子半径0.102nm相对于锂离子半径0.076nm要大34.2％，导致钠离子脱嵌动力学以及碳材料本身密度较低的特性，在钠离子电池应用中仍然存在倍率性能、质量比容量、体积比容量发挥不足的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钠离子电池电解液及其生产工艺，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种钠离子电池电解液的生产工艺，包括以下制备步骤：

3、(1)将油胺、乙醇混合，600～900rpm搅拌20min，加入钛酸四丁酯，继续搅拌20min，加入去离子水，继续搅拌100～150min，放置阴暗处12h，随后经离心，取固体，干燥，得中间物a；

4、(2)将去离子水、乙醇混合，600～900rpm搅拌20min，加入中间物a，继续搅拌20min，160℃下，反应10～15h，过滤，取固体，用去离子水洗涤3～6次，随后经干燥、退火，得碳掺杂二氧化钛；

5、(3)将乙二醇二甲醚、十二烷基苯磺酸钠、乙酸钠混合，50～150rpm搅拌10min，加入六氟磷酸钠和碳掺杂二氧化钛，充分搅拌，得钠离子电池电解液。

6、进一步的，步骤(1)所述加入钛酸四丁酯的速率为10～30g/min。

7、进一步的，步骤(1)所述离心的转速为8000rpm、时间为10～20min。

8、进一步的，步骤(1)所述油胺、乙醇、钛酸四丁酯、去离子水的质量比为1～4:150～300:3～6:0.5～2。

9、进一步的，步骤(2)所述退火的温度为400～580℃、时间为90～150min。

10、进一步的，步骤(2)所述去离子水、乙醇、中间物a的质量比为1:2:0.1～0.5。

11、进一步的，步骤(1)和步骤(2)所述干燥的温度为37～50℃、时间为12h。

12、进一步的，所述步骤(3)于氮气氛围下进行。

13、进一步的，步骤(3)所述搅拌速率为450～800rpm、时间为10～15h。

14、进一步的，步骤(3)所述乙二醇二甲醚、十二烷基苯磺酸钠、乙酸钠、六氟磷酸钠、碳掺杂二氧化钛的质量比为5～7:0.4～0.7:0.05～0.2:1.5～2:0.005。

15、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明采用二氧化钛作为支撑材料，利用油胺的长链分子插入其单斜结构的晶格中，从而拓宽二氧化钛的层间距，使得钠离子更容易进入晶体结构并快速地进行充放电，接着，通过热处理，形成二氧化钛掺杂碳的界面，其中二氧化钛和钛碳键存在氧空位，致形成界面偶联的缺陷异质结构，从而能够快速传输电子，并有利于钠离子的迁移，从而增强电导率，接着，通过十二烷基苯磺酸钠辅助双亲性分子，双亲性分子中的亲水基团将会吸附在具有极性的正极电极片表面，同时十二烷基苯磺酸钠与双亲性分子中的疏水基团则与电解液基体接触形成一层分子吸附层，吸附层的存在避免水分子直接接触正极颗粒，起到一定程度上的保护作用，且在循环过程中，乙二醇二甲醚能够增加电极表面的钝化程度，并形成薄而坚固且稳定的固体电解质相界面膜，有效隔绝电解液与极片的直接接触，缩短钠离子的扩散距离，并减少副反应的发生，保持电极结构的稳定性,从而更有利于钠离子、电子的快速转移，且二氧化钛呈现出小颗粒状结构，在乙二醇二甲醚的耦合作用下,连接在一起变成珊瑚状多孔结构,从而提高钠离子的传输和扩散、电池的容量保持率及循环稳定性。

1.一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，步骤(1)所述加入钛酸四丁酯的速率为10～30g/min。

3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，步骤(1)所述离心的转速为8000rpm、时间为10～20min。

4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，步骤(1)所述油胺、乙醇、钛酸四丁酯、去离子水的质量比为1～4:150～300:3～6:0.5～2。

5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，步骤(2)所述退火的温度为400～580℃、时间为90～150min。

6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，步骤(2)所述去离子水、乙醇、中间物a的质量比为1:2:0.1～0.5。

7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述干燥的温度为37～50℃、时间为12h。

8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)于氮气氛围下进行。

9.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，步骤(3)所述搅拌速率为450～800rpm、时间为10～15h。

10.根据权利要求1所述的一种钠离子电池电解液的生产工艺，其特征在于，步骤(3)所述乙二醇二甲醚、十二烷基苯磺酸钠、乙酸钠、六氟磷酸钠、碳掺杂二氧化钛的质量比为5～7:0.4～0.7:0.05～0.2:1.5～2:0.005。