[发明专利]一种钠电池用聚丙烯酸酯基聚合物电解质及其构成的聚合物钠电池

权利要求书

1.一种钠电池用聚丙烯酸酯基聚合物电解质，其特征在于：所述聚合物电解质的离子电导率为1×10^-4S/cm-8×10^-3S/cm，电化学窗口大于3.6V。

2.一种如权利要求1所述的钠电池用聚丙烯酸酯基聚合物电解质，其特征在于：所述的聚合物电解质采用原位聚合工艺制备，其前聚体包括钠盐、非水有机溶剂、可聚合单体和引发剂。

3.根据权利要求2所述的非水有机溶剂为以下物质的一种或多种：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1，2-二甲基乙烯碳酸酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二丁酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、碳酸二正丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙异丙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、亚乙烯碳酸酯、丙烷磺内酯、乙烯亚硫酸酯、氟代苯、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1，3-二氧戊烷、二甲基亚砜、环丁砜，非水有机溶剂在聚合物电解质中的质量百分数为10%～90%；

所述的钠盐为高氯酸钠、三氟甲基磺酸钠、双氟甲烷磺酰亚胺钠、六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、二草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或多种，钠盐在聚合物电解质中的质量百分数为0.02%～30%；

所述的可聚合单体为聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种,可聚合单体在聚合物电解质中的质量百分数为1%～60%；

所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或多种，引发剂在聚合物电解质中的质量百分数为0.002%～5%。

4.一种聚合物钠电池的制备方法，其特征在于：

a．将钠盐溶于非水有机溶剂中，搅拌均匀得到有机电解液；

b．将可聚合单体和引发剂加入上述有机电解液，搅拌均匀，得到前聚体溶液；

c.将前聚体溶液、隔离膜、正极极片和负极极片组装钠电池，密封好后，再经室温或者加热原位聚合一定时间，制得聚合物钠电池。

5.根据权利要求4所述的聚合物钠电池的制备方法，其特征在于：所述的原位聚合是在钠电池内部聚合，聚合温度为15-150^oC，聚合时间为0.5-32小时。

6.根据权利要求4所述的聚合物钠电池的制备方法，其特征在于：所述电解质为原位共聚得到的聚合物电解质；所述隔离膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、玻璃纤维、聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、纤维素无纺膜、醋酸纤维素多孔膜、硝酸纤维素多孔膜、尼龙多孔膜、海藻纤维无纺膜、芳纶无纺膜、聚芳砜酰胺无纺膜或聚酰亚胺无纺膜中的一种或多种；

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，钠钒氟磷酸盐，钠铁氟磷酸盐，钠锰氧化物或钠钴氧化物中的一种或多种；

所述负极活性材料为金属钠，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中一种或多种。

7.根据权利要求4所述的聚合物钠电池的制备，其特征在于：用上述电解质将正负极极片分隔开，装进金属壳或铝塑膜，组装成纽扣型或软包方形电池。