【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电极材料，具体涉及一种车辆用钠离子电池半固态参比电极及其制备方法。
技术介绍
1、钠离子电池因高安全性，价格低廉而受到众多关注，可广泛应用于储能、动力等。而在钠离子电池的研究技术中，电极电位是十分重要的参数，通过测量单电极的电位变化，可以得到电池内部反应的详细信息，对寿命终止的钠离子电池的失效模式分析尤为重要。目前钠离子电池体系中常采用三电极电池，即在正极和负极之间加入一个参比电极来实现单电位的采集。该三电极电池在正常生产中制作完成，因而无法对真正失效的钠离子电池进行分析。
2、三电极电池的制作步骤繁琐，常用的对参比电极的处理方法有镀钠，即在0.01-1ma的恒定电流下，对金属电极进行镀钠，镀钠时间20-30min。该方法虽然可以实现对正负极电压的精确监控，但在经历多次循环后，随着钠的消耗，会出现电压监控不准确的现象，失去参比电极的实际意义。如果延长镀钠时间，又会出现钠枝晶等问题。因此，发展一种制备技术简易、测试数据可靠，同时能及时对失效电池进行分析的参比电极，具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种稳定性高、易于更换、避免钠枝晶等问题的车辆用钠离子电池半固态参比电极及其制备方法。
2、本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
3、一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，包括：由金属材料支撑的钠片，以及包覆在钠片外部的凝胶电解质层；凝胶电解质层中含有聚合物材料，聚合物材料中具有三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯的聚合片
4、优选地，金属材料为钢针或铜针。
5、优选地，凝胶电解质层中含有napf6；或，凝胶电解质层中含有引发剂；或，凝胶电解质层中含有2-羟基-2-甲基丙苯酮。
6、优选地，聚合物材料中n-异丙基丙烯酰胺的聚合片段和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷的聚合片段存在交联结构。
7、本专利技术公开了一种车辆用钠离子电池半固态参比电极的制备方法，包括：将n-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷在交联剂、引发剂的作用下制得聚丙烯基化合物；将聚丙烯基化合物、聚合物单体、和光引发剂加入钠离子液态电解质中，制成聚合前驱液；将由金属材料支撑的钠片上施加聚合前驱液，经光固化制成车辆用钠离子电池半固态参比电极。
8、优选地，交联剂为n,n'-亚甲基双丙烯酰胺；或，引发剂为aps；或，光引发剂为2-羟基-2-甲基丙苯酮；或，钠离子液态电解质中含有napf6；或，聚合物单体为三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯。
9、优选地，丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷的使用量为n-异丙基丙烯酰胺的4-16wt％；或，交联剂的使用量为n-异丙基丙烯酰胺的1-4wt％；或，引发剂的使用量为n-异丙基丙烯酰胺的2-8wt％。
10、优选地，光固化中采用的紫外光波长范围小于395nm；或，光固化的时间为20-60s。
11、优选地，聚丙烯基化合物的制备中，将n-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷加入去离子水中，然后加入n,n'-亚甲基双丙烯酰胺和十二烷基硫酸钠，在氮气氛围下，于60-90℃下加入引发剂进行聚合反应0.5-3h，得到聚丙烯基化合物。
12、更优选地，聚丙烯基化合物的制备中，n-异丙基丙烯酰胺的使用量为去离子水的1-3wt％。
13、更优选地，聚丙烯基化合物的制备中，丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷的使用量为n-异丙基丙烯酰胺的4-16wt％。
14、更优选地，聚丙烯基化合物的制备中，n,n'-亚甲基双丙烯酰胺的使用量为n-异丙基丙烯酰胺的1-4wt％。
15、更优选地，聚丙烯基化合物的制备中，十二烷基硫酸钠的使用量为n-异丙基丙烯酰胺的2-10wt％。
16、更优选地，聚丙烯基化合物的制备中，引发剂为aps，引发剂的使用量为n-异丙基丙烯酰胺的2-8wt％。
17、优选地，钠离子电池半固态参比电极的制备中，将聚合物单体、聚丙烯基化合物、光引发剂加入钠离子液态电解质中，混合均匀得到聚合前驱液；将钢针插入钠片，然后在钠片表面滴上聚合前驱液，紫外光作用下原位光聚合凝胶电解质层，得到钠离子电池参比电极。
18、更优选地，钠离子电池半固态参比电极的制备中，钠离子液态电解质由napf6溶于溶剂中制成，钠离子液态电解质中napf6的含量为20-50wt％。
19、更优选地，钠离子电池半固态参比电极的制备中，聚合物单体为三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯，三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯的使用量为钠离子液态电解质的200-500wt％。
20、更优选地，钠离子电池半固态参比电极的制备中，聚丙烯基化合物的使用量为三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯的10-40wt％。
21、更优选地，钠离子电池半固态参比电极的制备中，光引发剂为2-羟基-2-甲基丙苯酮，2-羟基-2-甲基丙苯酮的使用量为三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯的0.1-0.5wt％。
22、更优选地，钠离子电池半固态参比电极的制备中，钠片为扣式电池使用的钠片；钢针直径0.5-2mm，中部使用ab胶固化，靠近针尖部位贴上高温胶带，以避免与电池正负极片接触导致短路；紫外光波长范围应小于395nm，紫外光固化的时间为20-60s。
23、优选地，钠离子电池半固态参比电极的制备中还可以加入聚醚化物。本专利技术在制备钠离子电池半固态参比电极的过程中，还可以加入由三季戊四醇和聚乙烯醇制成的聚醚化物，聚醚化物的使用提高了参比电极的性能。
24、更优选地，聚醚化物的制备中，将三季戊四醇加入dmso溶液中，在20-40℃搅拌0.5-3h，然后加入聚乙烯醇和浓硫酸，在110-150℃下搅拌反应3-9h，反应完成后，冷冻干燥，得到聚醚化物。
25、更进一步优选地，聚醚化物的制备中，dmso溶液由dmso与去离子水混合而成，dmso溶液中含有30-50wt％的去离子水。
26、更进一步优选地，聚醚化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，包括：由金属材料支撑的钠片，以及包覆在钠片外部的凝胶电解质层；凝胶电解质层中含有聚合物材料，所述聚合物材料中具有三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯的聚合片段、N-异丙基丙烯酰胺的聚合片段和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷的聚合片段。
2.根据权利要求1所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，其特征是：所述金属材料为钢针或铜针。
3.根据权利要求1所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，其特征是：所述凝胶电解质层中含有NaPF6；或，所述凝胶电解质层中含有引发剂；或，所述凝胶电解质层中含有2-羟基-2-甲基丙苯酮。
4.根据权利要求1所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，其特征是：所述聚合物材料中N-异丙基丙烯酰胺的聚合片段和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷的聚合片段存在交联结构。
5.一种车辆用钠离子电池半固态参比电极的制备方法，包括：将N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷在交联剂、引发剂的作用下制得聚丙烯基化合物；将聚丙烯基化合物、聚合物单体、和光引发剂加入钠离子液态电解质中，制成聚合前驱液；将由金
6.根据权利要求5所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极的制备方法，其特征是：所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺；或，所述引发剂为APS；或，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基丙苯酮；或，所述钠离子液态电解质中含有NaPF6；或，所述聚合物单体为三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯。
7.根据权利要求5所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极的制备方法，其特征是：所述丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷的使用量为N-异丙基丙烯酰胺的4-16wt％；或，所述交联剂的使用量为N-异丙基丙烯酰胺的1-4wt％；或，引发剂的使用量为N-异丙基丙烯酰胺的2-8wt％。
8.根据权利要求5所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极的制备方法，其特征是：所述光固化中采用的紫外光波长范围小于395nm；或，所述光固化的时间为20-60s。
9.权利要求1所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极在车辆用电池的性能测试测试中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，包括：由金属材料支撑的钠片，以及包覆在钠片外部的凝胶电解质层；凝胶电解质层中含有聚合物材料，所述聚合物材料中具有三甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯的聚合片段、n-异丙基丙烯酰胺的聚合片段和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷的聚合片段。
2.根据权利要求1所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，其特征是：所述金属材料为钢针或铜针。
3.根据权利要求1所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，其特征是：所述凝胶电解质层中含有napf6；或，所述凝胶电解质层中含有引发剂；或，所述凝胶电解质层中含有2-羟基-2-甲基丙苯酮。
4.根据权利要求1所述的一种车辆用钠离子电池半固态参比电极，其特征是：所述聚合物材料中n-异丙基丙烯酰胺的聚合片段和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷的聚合片段存在交联结构。
5.一种车辆用钠离子电池半固态参比电极的制备方法，包括：将n-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷在交联剂、引发剂的作用下制得聚丙烯基化合物；将聚丙烯基化合物、聚合物单体、和光引发剂加入钠离子液态电...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛雁芳，丁平，王恒，赵昊，段玉娟，张晓虎，徐星鑫，
申请(专利权)人：浙江华宇钠电新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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