[發(fā)明專利]一種石墨烯基鈉離子電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201611131027.X
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106785008A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 楊全紅;張俊;呂偉;張思偉;鄭德群;游從輝;康飛宇
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: H01M10/054
• 分類號: H01M10/054;H01M10/0567;H01M10/0569
• 代理公司: 廣東德而賽律師事務所44322
• 代理人: 葉秀進

1.一種石墨烯基鈉離子電池，包括正極片、負極片、設置于所述正極片和所述負極片之間的隔膜和電解液，所述負極片包括負極集流體和設置于所述負極集流體上的負極涂層，所述負極涂層包括負極活性物質(zhì)；

所述電解液包括非水系溶劑和溶解于所述非水系溶劑中的鈉鹽，其特征在于，所述非水系溶劑包括至少一種通式(1)或者通式(2)所述的醚類化合物：

R1-O-R2(1)；

R1-O-(R3-O)_n-R2(2)；

通式(1)和通式(2)中，R1和R2相互獨立地為直鏈或支鏈的C1至C6的烷基以及直鏈或支鏈的C1至C6的羥烷基，R3為直鏈或支鏈的C1-C5的亞烷基，并且n為1-4的整數(shù)；

所述負極活性物質(zhì)包括石墨烯類粉體材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基鈉離子電池，其特征在于，所述非水系溶劑為二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚以及和四乙二醇二甲醚中的至少一種一種或幾種的混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基鈉離子電池，其特征在于，所述電解液還包括添加劑，所述添加劑與所述非水系溶劑的質(zhì)量比值為(0.1-20)：100。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石墨烯基鈉離子電池，其特征在于，所述添加劑為亞硫酸乙烯酯(ES)、亞硫酸丙烯酯(PS)、碳酸亞乙烯酯(VC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基鈉離子電池，其特征在于，所述電解液中的鈉鹽的摩爾濃度介于0.2mol/L-5mol/L之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石墨烯基鈉離子電池電解液，其特征在于，所述鈉鹽為高氯酸鈉(NaClO₄)、六氟磷酸鈉(NaPF₆)和三氟甲基磺酸鈉(NaCF₃SO₃)中的至少一種或幾種的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基鈉離子電池，其特征在于，所述石墨烯為純石墨烯、還原氧化石墨烯或摻雜石墨烯。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基鈉離子電池，其特征在于，化成后，在所述負極涂層表面形成有SEI膜，所述SEI膜包括外層膜和內(nèi)層膜；所述外層膜為一層致密、均勻的有機層，成分為醚類溶劑的分解產(chǎn)物聚醚以及分解產(chǎn)物與鈉離子形成的化合物(CH₃-CH₂)₂-O-Na，所述外層膜在整個SEI膜中的含量在5-40％之間；所述內(nèi)層膜為一層致密、均勻分布的有機和無機混合層，包括1-10wt.％的有機物、1-15wt.％的NaF、1-15wt.％的C-F、1-15wt.％的Na₂SO₃和1-5wt.％的RSO₂OR，所述有機物包括聚醚和(CH₃-CH₂)₂-O-Na。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基鈉離子電池，其特征在于，所述石墨烯類粉體的比表面積為100-3000m²/g。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基鈉離子電池，其特征在于，所述石墨烯類粉體含有0.1-30wt％的含氧官能團。