[发明专利]一种钠硫电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钠硫电池，其特征在于，包含正极片、负极片、隔膜、电解液；

其中，所述正极片包含正极活性物质、粘结剂、导电剂和集流体；所述正极活性物质包含单质硫和基体骨架材料；

所述负极片包含钠金属；

所述电解液包含卤化铝、组份A、钠盐和添加剂；其中，所述组份A选自1-乙基-3甲基咪唑氯盐(EMIC)、1-乙基-3甲基咪唑溴盐、乙酰胺、尿素或三乙胺盐酸盐中的一种，或者以任意比混合的两种或多种；所述卤化铝与组分A的摩尔比为1-2：1，钠盐在电解液中的质量百分含量为1％-20％。

2.如权利要求1所述的钠硫电池，其特征在于，

所述单质硫选自升华硫、硫量子点、硫纳米棒、多孔状纳米硫、硫纳米管、硫纳米颗粒和硫纳米片中的一种；

所述基体骨架材料选自石墨烯、石墨烯气凝胶、碳纳米管、富勒烯、有序介孔碳、无序介孔碳、石墨、软碳、硬碳、热解碳、导电炭黑、生物质衍生碳、活性碳布、碳纸、滑石、叶腊石、白云母、黑云母、蛭石、高岭石、坡缕石、蛇纹石、海泡石、金属有机框架材料、沸石咪唑酯骨架结构材料中的一种。

3.如权利要求1所述的钠硫电池，其特征在于，所述隔膜选自玻璃纤维、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)滤纸、碳纳米管，石墨烯碳基材料涂覆于玻璃纤维、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)表面的复合型滤纸，或者陶瓷类无机材料中的一种。

4.如权利要求1所述的钠硫电池，其特征在于，所述导电剂选自导电炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、Super-P、科琴黑中的一种或者以任意比混合的两种或多种；优选地，所述导电剂为导电炭黑；更优选地，所述导电炭黑加入量为正极活性物质的5％-30％重量百分比。

5.如权利要求1所述的钠硫电池，其特征在于，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)，或者LA132、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶/羧甲基纤维素钠、海藻酸钠(SA)或明胶中的一种或多种，优选地，所述粘结剂为LA132，优选地，所述LA132加入量为正极活性物质的0％-30％重量百分比。

6.一种钠硫电池的制备方法，包括将正极片、负极片、隔膜剪裁成适当大小后，于惰性氛围下将所述正极片、隔膜、负极片依次组装于电池模组中，然后注入电解液、排气及密封，其特征在于，其中，所述正极片包含正极活性物质、粘结剂、导电剂和集流体；所述正极活性物质包含单质硫和基体骨架材料；

所述负极片包含钠金属；

所述电解液为离子液体电解液，所述离子液体电解液是通过包括下述步骤的方法制备得到的：

1)将卤化铝和组份A混合均匀，得到第一混合溶液；

2)向所述第一混合溶液中加入钠盐，混合均匀，得到第二混合溶液；

3)向第二混合溶液中再加入添加剂，混合均匀，即得电解液；

其中，所述组份A选自1-乙基-3甲基咪唑氯盐(EMIC)、1-乙基-3甲基咪唑溴盐、乙酰胺、尿素或三乙胺盐酸盐中的一种，或者以任意比混合的两种或多种；

所述卤化铝选自氟化铝、氯化铝、溴化铝和碘化铝中的一种，或者，以任意比混合的两种或多种；

所述钠盐选自碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、硝酸钠、亚磷酸钠、亚硫酸钠、醋酸钠、甲酸钠、丙酸钠、丙烯酸钠、苯甲酸钠、次氯酸钠、氯酸钠、高氯酸钠、焦磷酸钠、硫代硫酸钠、过硫酸钠、硅酸钠、溴酸钠、溴化钠、碘化钠和氯化钠中的一种，或者以任意比混合的两种或多种；所述添加剂为甲基乙基咪唑二(氟磺酰基)亚胺盐、二氯乙基铝，或者，甲基乙基咪唑二(氟磺酰基)亚胺盐和二氯乙基铝以任意比混合的混合物。

7.如权利要求6所述的钠硫电池的制备方法，其特征在于，所述卤化铝与组分A的摩尔比为1-2：1，钠盐在电解液中的质量百分含量为1％-20％；添加剂在电解液中的质量百分含量为1％-20％。