[发明专利]一种长效循环的钠氟化碳二次电池及制备方法

说明书

本发明公开了一种长效循环的钠氟化碳二次电池及制备方法，包含正极、负极和电解质，所述的电解质为钠离子固态电解质，所述钠离子固态电解质由聚偏氟乙烯、钠离子导体和钠盐制备而成；所述正极的活性材料为氟化碳，所述的负极为金属钠。本发明制备的钠离子固态电解质膜属于柔性膜，选用聚偏氟乙烯作为基体，与金属钠负极化学相容性好，不用添加隔离层即可使用。使用钠离子固态电解质替代液态电解液，能有效提高钠氟化碳二次电池的安全性，同时改善循环稳定性。本发明的制备方法简洁、节能。

技术领域

本发明涉及一种二次电池，具体涉及一种采用固态电解质的长效循环的钠氟化碳二次电池。

背景技术

氟化碳正极材料具有高比容量、电化学稳定、放电平台平稳等优异的特性而被广泛的应用于锂一次电池。近年来，氟化碳正极材料在室温钠二次电池(W.Liu,H.Li,J.-Y.Xie,Z.-W.Fu,ACS Appl.Mater.Interfaces 2014,6,2209；W.Liu,Z.Shadike,Carbon,93,2015,523；Y.Shao,H.Yue,Chem.Mater.2016,28,1026)、镁一次电池中(X.Miao,J.Yang,W.Pan,H.Yuan,Y.Nuli,S.-i.Hirano,Electrochim.Acta 2016)引起关注。但是目前Na/CF_x体系的使用的液态电解液，存在安全隐患；而且在液态电解液中，易导致活性物质的损失，造成循环性能差。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中液态电解液的循环性能差的缺陷，通过使用钠离子固态电解质替代液体电解液，电解质材料选用聚偏氟乙烯作为基体，其与金属钠电极化学相容性好。此外，常规的制备钠离子固态电解质的方法，需要高温、长时间的烧结以及球磨等过程，制备过程繁琐、耗能高，本发明还提供了一种简洁、节能的钠离子固态电解质的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种长效循环的钠氟化碳二次电池，包含正极、负极和电解质，所述的电解质为钠离子固态电解质，所述钠离子固态电解质由聚偏氟乙烯、钠离子导体和钠盐制备而成；所述正极的活性材料为氟化碳，所述的负极为金属钠。

优选地，所述的钠盐为NaTFSI、NaPF₆、NaSO₂CF₃、NaClO₄、NaFSI中的一种或多种。

优选地，所述的钠离子导体材料为Al₂O₃、Na₃PS₄、Na₄SiS₄、Na₃PSe₄、NaM₁M₂(PO₄)₃中的一种或多种；所述的NaM₁M₂(PO₄)₃中，M₁、M₂分别选自Zn²⁺,Cd²⁺,Ni²⁺,Mn²⁺,Co²⁺,Fe³⁺,Sc³⁺,Ti³⁺,V³⁺,Cr³⁺,Al³⁺,In³⁺,Ga³⁺,Y³⁺,Lu³⁺,Ti⁴⁺,Zr⁴⁺,Hf⁴⁺,Sn⁴⁺,Si⁴⁺,Ge⁴⁺,V⁵⁺,Nb⁵⁺,Ta⁵⁺,Sb⁵⁺或As⁵⁺离子中的任意一种。