一种环境兼容的金属钠负极的制备方法技术

本发明专利技术一种环境兼容的金属钠负极的制备方法，该方法的步骤是：将固态烷烃溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂能够溶解相应的固态烷烃，获得固态烷烃有机溶液；向固态烷烃有机溶液中加入PEO以及钠盐，搅拌均匀后获得混合溶液；所述钠盐能够溶解在所述有机溶剂中，并能使得阳离子和阴离子发生解离；将金属钠浸泡于所述混合溶液中，一段时间后取出；将所取出的金属钠在惰性气氛下挥发金属钠上的有机溶剂，有机溶剂挥发后，能够在金属钠表面形成一层固态保护层，得到环境兼容的金属钠负极。提高了钠金属负极对潮湿空气的稳定性，减少了钠金属电池与环境之间的副反应以及组装过程中对环境的依赖，降低了钠金属电池的制备成本。降低了钠金属电池的制备成本。降低了钠金属电池的制备成本。

【技术实现步骤摘要】
一种环境兼容的金属钠负极的制备方法


[0001]本专利技术涉及以金属钠为负极的钠金属电池
，具体涉及一种环境兼容的金属钠负极的制备方法。

技术介绍

[0002]在1991年索尼将锂离子电池商业化后不久，石墨就以其具有低成本和超长电池寿命的优势，成为了传统锂离子电池的首选负极材料。但是，石墨负极的理论比容量为372mAh/g，而其实际充放电时的容量远远低于372mAh/g，这导致使用石墨负极的电池难以实现高的能量密度，无法满足下一代电池(>400Wh/kg)的能量密度要求(M.Armand,J.M.Tarascon,Nature,2008,451,652)。金属锂的理论容量(3860mAh/g)比石墨高近10倍，并且具有较低的电化学电位(相对于标准氢电极为
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3.040V)和密度(0.534g/cm3)。用锂金属负极代替传统的石墨负极，有望极大地提高电池的能量密度，满足越来越高的能量密度要求(D.C.Lin,Y.Y.Liu,Y.Cui,Nat.Nanotechnol.,2017,12,194)。但是锂资源短缺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境兼容的金属钠负极的制备方法，该方法的步骤是：1)将固态烷烃溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂能够溶解相应的固态烷烃，获得固态烷烃有机溶液；2)向步骤1)的固态烷烃有机溶液中加入PEO以及钠盐，搅拌均匀后获得混合溶液；所述钠盐能够溶解在所述有机溶剂中，并能使得阳离子和阴离子发生解离；3)将金属钠浸泡于步骤2)的混合溶液中，一段时间后取出，使得金属钠表面能够形成一层保护膜；4)将步骤3)取出的金属钠在惰性气氛下挥发金属钠上的有机溶剂，有机溶剂挥发后，能够在金属钠表面形成一层固态保护层，得到环境兼容的金属钠负极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醚、氯仿、汽油、苯、甲苯、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、丙酮等中的至少一种；所述固态烷烃能够成膜；优选固态烷烃为固态长链烷烃，固态长链烷烃为碳原子数为10以上的正烷烃、石蜡。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固态烷烃有机溶液为石蜡有机溶液，石蜡的浓度是5mg/mL～100mg/mL；所述的PEO相对分子质量为200～20000，钠盐为NaPF6、NaFSI、NaTFSI或NaClO4中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的PEO与钠盐的摩尔比介于25～50之间，PEO/NaPF6的混合物的质量范围为2
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓齐波，张文君，安翠华，武帅，胡宁，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：