[发明专利]一种准固态Na-CO2二次电池及其制备方法

摘要

一种准固态Na‑CO₂室温二次电池，由正极片、准固态聚合物电解质膜、负极片、多孔钢板和铝塑复合膜外壳组成，其中负极为预吸收金属钠的碳/钠复合负极，正极片由具有多孔结构的碳材料与集流体组成；准固态电解质膜位于负极钠片与正极集流体之间，用于提供钠离子、抑制电解液挥发和漏液，电解液为浸润于聚合物膜之中NaClO₄/四乙二醇二甲醚溶液；正极片、准固态聚合物电解质膜和负极片构成叠层结构并整体封装于铝塑复合膜外壳中。本发明的优点是：该准固态二次电池具有保护负极、防止漏夜、抑制电解液挥发、大容量、室温可充、环境友好、低成本、长寿命等特点，其制备方法操作简单、可控性强、一致性好，有利于大规模生产。

主权项

1.一种准固态Na‑CO2室温二次电池，其特征在于：由正极片、准固态聚合物电解质膜、负极片、多孔钢板和铝塑复合膜外壳组成，正极片为由碳材料负载在集流体上组成的多孔正极，其中碳材料为多壁碳纳米管，碳纳米管构成的多孔正极提高了CO2的转化和利用效率，集流体为碳纸；准固态聚合物电解质膜是由NaClO4/四乙二醇二甲醚电解液浸润于聚偏氟乙烯‑六氟丙烯(PVDF‑HFP)/SiO2复合膜组成的无机‑有机准固态电解质，准固态电解质有效抑制了电解液的挥发和漏液的发生，提高了电池的安全性和稳定性；聚偏氟乙烯‑六氟丙烯复合膜尺寸为宽度200‑250mm、长度200‑250mm、干膜厚度为50‑150μm；负极片为预吸金属钠的多孔碳材料的薄片，预吸收金属钠的多孔碳材料负极片有效保护金属钠，抑制负极的粉化开裂与枝晶生成；负极薄片的尺寸为宽度200‑250mm、长度200‑250mm、厚度0.5‑2mm；所述正极片的尺寸为宽度200‑250mm、长度200‑250mm、厚度2‑4mm；多孔钢板为厚度为35mm、边长250mm并均布400个孔径为5mm通孔的多孔钢板；正极片、准固态聚合物电解质膜和负极片构成叠层结构并整体封装于铝塑复合膜外壳中，多孔钢板压在塑料膜外包装的表面，与多孔钢板相接的铝塑复合膜外壳的表面均布400个孔径为5mm的小孔；该准固态Na‑CO2室温二次电池以准固态聚合物电解质膜作为电解质和隔膜，既提供了钠离子的传输，又抑制了电解液挥发，避免了漏液问题；预吸收金属钠的碳材料负极有效保护金属钠，抑制负极的粉化开裂与枝晶生成；由高导电性碳材料与碳纸组成的多孔正极片提高了离子在相界面的传输，有效降低了电池界面阻抗，提升电池性能。