[發(fā)明專利]一種鈉硫電池及其隔膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510027574.2
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104610569B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀繁;劉賓虹;李洲鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: C08J9/42
• 分類號: C08J9/42;C08L23/12;C08G81/02;H01M2/14;H01M2/16;H01M10/39;H01M10/38
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司33212
• 代理人: 周世駿

1.一種用于鈉硫電池的改性微孔聚丙烯隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在60℃下，將0.07g的PEO改性Na⁺型全氟磺酸樹脂粉末溶于2g N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻后，取0.5ml滴到直徑為19mm的微孔聚丙烯隔膜上，60℃下真空干燥12小時得到改性微孔聚丙烯隔膜；

所述PEO改性Na⁺型全氟磺酸樹脂粉末的制備方法：取10g NaOH加入至100ml的20wt％全氟磺酸樹脂溶液中，攪拌30分鐘后，離心分離掉過剩的NaOH，得到Na⁺型全氟磺酸樹脂溶液；取Na⁺型全氟磺酸樹脂溶液100ml，加入2g的分子量為500,000g/mol聚氧化乙烯和50ml去離子水，攪拌1小時，得到PEO改性Na⁺型全氟磺酸樹脂溶液；噴霧干燥后，得到PEO改性Na⁺型全氟磺酸樹脂粉末。

2.一種鈉硫電池，包括正極、負極、電解液和隔膜，其特征在于，所述隔膜是由權(quán)利要求1所述的制備方法得到的改性微孔聚丙烯隔膜，負極是鈉金屬片，正極由正極材料涂覆鋁膜形成，正極的正極材料側(cè)與隔膜相向且與負極形成三明治結(jié)構(gòu)；

所述正極材料的制備方法：將單質(zhì)硫與碳材料按質(zhì)量比為7∶3機械混合均勻，置于316不銹鋼材質(zhì)的反應(yīng)器內(nèi)，然后將反應(yīng)器抽真空后加熱至80℃，反應(yīng)5～10小時后完成硫的擔載，再將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至10～30℃，即制得正極材料；所述碳材料為催化劑碳載體；

所述電解液以高氯酸鈉為溶質(zhì)，以二氧戊環(huán)和乙二醇甲醚的混合物為溶劑，二氧戊環(huán)和乙二醇甲醚的體積比為1∶1，一升電解液中含一摩爾NaClO₄。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈉硫電池，其特征在于，所述正極的制備方法是：

取1.4g正極材料，與乙炔黑、粘結(jié)劑按質(zhì)量比70∶15∶15混合，研磨均勻后取2g加入2g的N-甲基吡咯烷酮，調(diào)制成糊狀后取0.1ml涂敷到直徑為18mm的鋁膜上并陰干；在20～100Kg/cm²的壓力下壓制成型，即得到正極；所述粘結(jié)劑為PEO改性Na⁺型全氟磺酸樹脂。

4.權(quán)利要求3所述鈉硫電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將改性微孔聚丙烯隔膜在電解液中浸泡24小時；

(2)將正極置于扣式電池外殼中，正極的電極基材鋁膜與電池外殼接觸；

(3)將浸泡后的改性微孔聚丙烯隔膜置于硫電極之上；

(4)將直徑為18mm、厚0.2mm的鈉金屬片置于改性微孔聚丙烯隔膜之上；

(5)墊上直徑為18mm、厚1mm、空隙率為98％的泡沫鎳片后，加上密封圈和電池蓋后密封，得到扣式鈉硫電池。