[发明专利]一种钠基PEG/PMA复合聚合物电解质的制备方法及应用

权利要求书

1.一种钠基PEG/PMA复合聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述复合聚合物电解质包括聚合物基底聚乙二醇PEG，增塑剂聚丙烯酸甲酯PMA，钠盐和无机纳米填料，将引发剂加入到聚乙二醇中，然后一并添加到单体丙烯酸甲酯MA中，在一定温度下机械搅拌聚合，实现聚乙二醇/聚丙烯酸甲酯原位聚合；

聚合完成后，加入钠盐溶液，继续搅拌至呈均一透明溶液，同时，将不同质量分数的纳米无机填料在溶剂中超声分散，然后加入到溶有钠盐的PEG/PMA聚合物均一透明溶液中，继续搅拌得到钠基PEG/PMA复合电解质浆料；将浆料浇铸在聚四氟乙烯模具中，形成液态薄膜，将液态薄膜真空干燥，得到复合聚合物电解质膜。

2.根据权利要求1所述的钠基PEG/PMA复合聚合物电解质的制备方法，其特征在于：引发剂为偶氮二异丁腈，PEG分子量为300～600，PEG和MA的质量比为20-50：80-50，搅拌温度为40～70℃，搅拌时间为20～40min。

3.根据权利要求1所述的钠基PEG/PMA复合聚合物电解质的制备方法，其特征在于：钠盐溶液浓度基于聚乙二醇和丙烯酸甲酯的总体积，为0.5～1.0mol L^-1；钠盐为六氟磷酸钠、高氯酸钠、三氟甲基磺酸钠、双三氟甲基磺酰亚胺钠、双氟磺酰亚胺钠、2,4,5-三氰基咪唑钠中的任意一种或多种的混合物；分散钠盐和无机填料的有机溶剂为乙腈、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺和四氢呋喃中的至少一种；无机填料为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和二氧化锆中的一种；纳米无机填料的质量分数为0-10wt％；真空干燥温度为30～80℃，时间为5～24h；复合聚合物电解质膜厚度为40μm～300μm。

4.一种钠基PEG/PMA复合聚合物电解质的应用，该电解质通过权利要求1-3任一项所述的钠基PEG/PMA复合聚合物电解质的制备方法得到，其特征在于：该电解质用于全固态钠离子电池，是将正极活性物质、粘结剂和导电剂按一定比例在有机溶剂中分散完全形成正极浆料，将正极浆料涂在铝箔上，采用辊压机将正极压实，冲切后得到正极极片；按照负极壳、弹片、垫片、钠片、钠基PEG/PMA电解质膜、正极极片、正极壳的顺序组装成全固态钠离子电池；在电池测试系统上进行电化学测试，测试的电压范围为2.5～4.0V，测试温度为30～70℃。

5.根据权利要求4所述的钠基PEG/PMA复合聚合物电解质的应用，其特征在于：正极活性物质为层状过渡金属氧化物Na_xMO₂，其中M＝Co、Mn、Ni、Fe，0＜x＜1；聚阴离子型材料包括Na₃V₂(PO₄)₃、NaVPO₄F、NaMPO₄、Na₂MP₂O₇、Na₄M₃(PO₄)₂P₂O₇、Na₂MPO₄、普鲁士蓝及其衍生物A_x[M_AM_B(CN)₆]·zH₂O中的一种，其中M＝Fe、Co、Mn，A＝Na、Li、K，M_A，M_B＝Fe、Ni、Cu、Co；粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；导电剂为乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃中的一种；正极活性物质、粘结剂和导电剂的质量比为80-90:10-5:10-5。