[发明专利]高能量密度准固态钠离子电池的制造方法

权利要求书

1.一种高能量密度准固态钠离子电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备各向同性的钠离子聚乙烯-聚苯硫醚基复合固态电解质：

将混合后的预钠化聚苯硫醚粉料与聚四氟乙烯粉料定向拉丝后，制成预钠化聚苯硫醚固态电解质膜，将所述预钠化聚苯硫醚固态电解质膜同聚乙烯膜粘接在一起，构成钠离子聚乙烯-聚苯硫醚基复合固态电解质；

(2)制造钠存储铝铜负极：

在铜箔两个表面印刷高导电高纯石墨涂胶层，并将多孔铝箔热压复合到所述铜箔的两面，制得钠存储铝铜负极；

(3)制造准固态钠离子电池：

电芯叠片的顺序为：钠存储铝铜负极、钠离子聚乙烯-聚苯硫醚基复合固态电解质、单层涂布预钠用正极、双面涂布钠离子正极；

上述为一个叠片单元，相邻两个叠片单元共用一个所述钠存储铝铜负极或一个所述双面涂布钠离子正极；

所述钠存储铝铜负极和所述双面涂布钠离子正极为同端出极耳，所述单层涂布预钠用正极出极耳方向相反，极耳焊接后封装，注入电解液抽真空封口；接着在所述钠存储铝铜负极上预制钠，达到规定钠容量后，断开电源，在惰性气氛保护下取出已经脱钠后的预钠用正极，补充电解液后，再次抽真空封口，完成准固态钠离子电池的制造。

2.根据权利要求1所述的高能量密度准固态钠离子电池的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中的预钠化聚苯硫醚粉料通过以下方法制备：

将N-甲基吡咯酮、硫化钠Na₂S、氢氧化钠置于有搅拌功能的高压反应釜中，并升温到150-250℃高温脱水2-5h后降温至80-100℃，加入1,4-二氯苯，在150-250℃下反应80-200分钟；中和氢氧化钠后除去NMP和H₂O，得到干燥混合粉料A；

将所述混合粉料A在冷冻的条件下进行气流磨或高速合金刀片粉碎，在粉碎后的混合粉料B中，加入阴离子络合剂搅拌均匀，并置于密闭反应釜中，在150-250℃下反应80-200分钟，再经洗涤、干燥，得到所述预钠化聚苯硫醚粉料。

3.根据权利要求2所述的高能量密度准固态钠离子电池的制造方法，其特征在于，所述N-甲基吡咯酮、硫化钠、氢氧化钠的摩尔比为：4～5:1～2:0.2～0.3；

所述1,4-二氯苯与所述硫化钠的摩尔比为1:1；

所述阴离子络合剂与所述1,4-二氯苯的摩尔比为0.2～0.3:1。

4.根据权利要求2所述的高能量密度准固态钠离子电池的制造方法，其特征在于，所述的阴离子络合剂为以下任意一种有机阴离子络合剂：杯芳冠醚、杯咪唑、杯吡咯、杯芳烃、2-氨基对苯二甲酸锆MOF或苯醌类络合剂。

5.根据权利要求1所述的高能量密度准固态钠离子电池的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采用凝胶粉体将所述预钠化聚苯硫醚固态电解质膜同所述聚乙烯膜粘接在一起。

6.根据权利要求5所述的高能量密度准固态钠离子电池的制造方法，其特征在于，所述凝胶粉体为聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的高能量密度准固态钠离子电池的制造方法，其特征在于，所述单层涂布预钠用正极的活性物质为以下含钠氧化物中的任意一种或其组合：

NaMnO₂、Na_0.44MnO₂、NaTi₂(PO₄)₃、Na₃V₂(PO₄)₃、NaFeO₂。