【摘 要】
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钠离子电池影响其实际应用的最大障碍在于,传统锂离子电池中的石墨负极在钠离子电池中性能表现不佳。而醚类钠离子电解液使石墨负极得以实现,它利用共嵌入的模式使得石墨负极在钠离子电池中得以应用。但是醚类电解液在钠离子正极中表现了较低的氧化电位与循环稳定性,电解液在正极高电位容易氧化分解,增加电解液的不可逆反应。为了解决这个问题,本文利用添加硝酸钠提升电解液氧化电位,此方法较为简单且成本低廉,这对钠离子全电
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钠离子电池影响其实际应用的最大障碍在于,传统锂离子电池中的石墨负极在钠离子电池中性能表现不佳。而醚类钠离子电解液使石墨负极得以实现,它利用共嵌入的模式使得石墨负极在钠离子电池中得以应用。但是醚类电解液在钠离子正极中表现了较低的氧化电位与循环稳定性,电解液在正极高电位容易氧化分解,增加电解液的不可逆反应。为了解决这个问题,本文利用添加硝酸钠提升电解液氧化电位,此方法较为简单且成本低廉,这对钠离子全电池发展具有重要意义。并且还通过密度泛函理论计算预测电解液的性能,这可以大大减少钠离子电解液研发周期。本论文针对改性电解液着重研究了下面几个内容:1、利用简单的溶解硝酸钠的方法制备二乙二醇二甲醚（G2）/Na NO3电解液,得到的改性电解液氧化电压提升至4.6 V,循环性能提升至200周次,库伦效率98%以上。通过电化学及物理化学表征发现添加硝酸钠后的正极固态电解质界面中生成了Na3N,通过电解液拉曼测试证实电池循环过程会消耗电解液溶剂,并且进行醚基钠离子全电池的实际应用组装的全电池工作电压可以达到1.5 V～3.5 V。2、传统电解液溶剂选择与添加剂选择存在随机性,需要大量试错才能找到合适的电解液溶剂与添加剂。通过对上一章固态电解质中的Na3N进行密度泛函理论计算总结出电解液溶剂、正极界面、添加剂相互关系,得出以下计算的结论:（1）差分电荷密度计算中电荷震荡越低代表了反应越不容易进行,可以找到相对正极不容易氧化的电解液溶剂;（2）HOMO值越高添加剂越容易吸附于正极上有限发生氧化反应保护电解液。利用该方法预测出四乙二醇二甲醚溶剂（G4）与Na Cl O4添加剂有更优异的性能。计算预测电解液溶剂与添加剂的性能,这能大大缩减电解液研发的周期与成本。
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