[发明专利]一种固态钠电池电解质及其制备和应用

权利要求书

1.一种固态钠电池电解质，其特征在于：电解质为碳酸酯类聚合物，钠盐及多孔支撑材料；其厚度为20-600 μm；离子电导率为1×10^-5 S/cm -1×10^-3 S/cm；电化学窗口大于3.6V；

所述钠盐为六氟磷酸钠、高氯酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、三氟甲磺酸钠中的一种或几种；钠盐在电解质中的质量分数为5 %-50 %；

所述碳酸酯类聚合物具有如通式1所示的结构：

通式1

其中，a的取值是1-10000，b的取值是1-10000；

R₁为：

，或，

R₂为：

，或，

R₁、R₂中X为氟，苯基，羟基或磺酸钠，其中m1的取值是0-2，n1的取值是0-2，且m1与n1不同时为0; m2的取值是0-2，n2的取值是0-2，且m2与n2不同时为0; m3的取值是0-2，n3的取值是0-2，且m3与n3不同时为0；碳酸酯类聚合物在电解质中的质量分数为5 %-90 %；

多孔支撑材料为纤维素无纺膜、玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜（PET薄膜）、聚酰亚胺无纺膜中的一种或几种。

2.一种权利要求1所述的固态钠电池电解质的制备方法，其特征在于：

1）取碳酸酯类聚合物溶于溶剂中搅拌形成溶液；

2）将钠盐溶于步骤1）的溶液中，而后密封、搅拌直至形成均匀溶液；

3）取上述溶液均匀浇筑在多孔支撑材料上，在60-80 ^oC环境中干燥，即得固态电解质。

3.按权利要求2所述的固态钠电池电解质的制备方法，其特征在于：

所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、乙腈、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、四氢呋喃、二甲基亚砜、环丁砜、亚硫酸二甲酯或亚硫酸二乙酯；

所述碳酸酯类聚合物具有如通式1所示的结构：

通式1

其中，a的取值是1-10000，b的取值是1-10000；

R₁为：

，或，

R₂为：

，或，

R₁、R₂中X为氟，苯基，羟基或磺酸钠，其中m1的取值是0-2，n1的取值是0-2，且m1与n1不同时为0；m2的取值是0-2，n2的取值是0-2，且m2与n2不同时为0；m3的取值是0-2，n3的取值是0-2，且m3与n3不同时为0；碳酸酯类聚合物在电解质中的质量分数为5 %-90 %；

所述钠盐为六氟磷酸钠、高氯酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠或三氟甲磺酸钠；钠盐在电解质中的质量分数为5 %-50 %。

4.一种权利要求1所述的固态钠电池电解质的应用，其特征在于：所述固态钠电池电解质在制备固态钠电池中的应用。

5.一种固态钠电池，包括正极，负极，介于正负极之间的电解质，其特征在于：所述电解质为权利要求1所述的固态钠电池电解质；电解质为碳酸酯类聚合物，钠盐及其支撑材料；其厚度为20-600μm；离子电导率为1×10^-5 S/cm -1×10^-3 S/cm；电化学窗口大于3.6 V。

6.按权利要求5所述的固态钠电池，其特征在于：所述正极的活性材料为磷酸钒钠，硫酸铁钠，钠离子氟磷酸盐，钠锰氧化物或钠钴氧化物；

负极的活性材料为金属钠，硬碳，二硫化钼，钠钛氧化物，镍钴氧化物，氧化锑，锑碳复合材料，锡锑复合材料，对苯二甲酸钠，锂钛氧化物或钠锂钛氧化物。

7.一种固态钠电池的制备方法，其特征在于：用权利要求1所述的固态钠电池电解质将正负极极片分隔开，装进金属壳中，密封得固态钠电池。

8.按权利要求7所述的固态钠电池的制备方法，其特征在于：将固态钠电池装成纽扣型或软包方形电池。