【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠金属电池，具体涉及一种低温钠金属电池。
技术介绍
1、目前，锂离子电池在移动电子设备、新能源汽车等领域得到广泛应用。然而锂资源储量少且分布不均匀，导致锂离子电池的成本不断升高。此外，由于锂离子电池低温性能差，限制了其在寒冷地区和高纬度高海拔地区的应用。钠元素在地壳中储量丰富，价格低廉。因此，钠离子电池被认为是锂离子电池理想的补充。但是，基于锂离子电池相同的嵌入、脱出机理的钠离子电池具有低的理论比容量，往往被认为适合用于低能量密度要求的大规模储能领域，难以作为消费类和动力电池使用。基于钠沉积、溶出机理的钠金属负极具有高的理论比容量(1166mah g-1)，约为锂、钠离子电池石墨或硬碳负极容量的三倍多。近年来，以钠金属为负极的钠金属电池正在科学界被深入研究，其中钠金属负极的不均匀沉积导，导致的枝晶生长是其面临的主要问题。开发低温钠金属电池，解决其在低温下的枝晶生长，提高钠金属电池的低温工作性能和循环稳定性，有望显著拓展钠金属电池的应用，也为解决低温环境的储能提供新的技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目是针对现有技术的不足提供一种低温循环性能好、稳定性好的钠金属电池，促进低温钠金属电池的应用。
2、为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、提供一种低温钠金属电池，该电池由钠金属负极、隔膜、低温钠金属电池用电解液、正极极片依次进行组装得到，所述低温钠金属电池用电解液包括钠盐和醚类有机溶剂，所述钠盐指六氟磷酸钠(napf6)，所述
4、按上述方案，所述低温钠金属电池的使用温度为-60～35℃，优选为-40到20℃。
5、按上述方案，所述钠盐在醚类有机溶剂中的浓度为0.5-2.0m。
6、按上述方案，所述醚类有机溶剂为四氢呋喃/1,3-二氧戊环混合溶剂时，四氢呋喃和1,3-二氧戊环的体积比为3:1-5:1，优选为3:1-4:1，当四氢呋喃与1,3-二氧戊环的比例高于5:1时，电解液的脱溶剂化能过高，造成钠沉积可逆性下降，甚至钠枝晶生长；当四氢呋喃与1,3-二氧戊环的比例低于3:1时，由于电解液的极性过弱，使得钠盐析出，急剧增加钠沉积的过电位，使其无法正常沉积；
7、所述醚类有机溶剂为四氢呋喃/2-甲基四氢呋喃混合溶剂时，四氢呋喃/2-甲基四氢呋喃的体积比为2:1到1:2。
8、按上述方案，所述醚类有机溶剂优选为四氢呋喃/1,3-二氧戊环混合溶剂，其中：四氢呋喃和1,3-二氧戊环的体积比为3:1-5:1，优选为3:1-4:1。
9、按上述方案，所述四氢呋喃/1,3-二氧戊环混合溶剂中四氢呋喃：1,3-二氧戊环的体积比为4:1。
10、按上述方案，所述醚类有机溶剂优选为四氢呋喃和1,3-二氧戊环的混合物。
11、按上述方案，负极极片由钠金属负载在铝集流体上。
12、按上述方案，隔膜为聚丙烯膜(pp膜)、聚乙烯膜(pe膜)、玻璃纤维膜中的一种。
13、按上述方案，正极极片用正极活性材料为过渡金属层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物中的一种，优选为磷酸钒钠(nvp)，组装成钠-磷酸钒钠电池。正极极片可由正极活性材料、导电碳、pvdf混合后加入正极材料搅拌，将制成的浆料涂在铝箔集流体上，然后真空干燥、辊压、切片制备得到。
14、本专利技术具有以下有益效果：
15、1)本专利技术的钠金属电池可以实现低温下的稳定循环，组装的na||na对称电池可以在-40℃下以2macm-2的电流密度稳定循环1000h，其极化电位非常低(图5)，仅为40mv，性能明显优于直链醚与环状醚的组合，并且长时间循环后负极材料钠金属表面仍具有平整光滑的沉积形貌，显著抑制了钠金属枝晶的生长；以钠金属为负极，和钠金属电池常用正极活性材料制备的正极极片组装的钠金属电池稳定性能优异，如组装的钠-磷酸钒钠电池在-40℃下，0.3c稳定循环300圈，容量保持率达到86％(图8)。在-40到20℃区间内，钠-磷酸钒钠电池展现出稳定的循环曲线(图10)。
16、2)本专利技术的钠金属电池在低温下具有较好的稳定性，醚类电解质以及napf6盐与钠金属的稳定性较高，无明显的界面副反应。
17、3)本专利技术使用四氢呋喃(thf)与1,3-二氧戊环(dol)的混合液作电解液构建的钠金属电池性能能更优于thf/methf体系组装的钠金属电池，相比而言，本专利技术用四氢呋喃(thf)与1,3-二氧戊环(dol)的混合液作电解液构建的钠金属电池过电位更低，电池低温可逆性更好。本专利技术提供的四氢呋喃(thf)与1,3-二氧戊环(dol)的混合液作电解液构建的钠金属电池展示出了良好的稳定性，在0.5macm-2，-40℃下具有超低的过电位(8mv)，其循环过电位低于thf/methf体系(10mv)。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低温钠金属电池，其特征在于：由钠金属负极、隔膜、低温钠金属电池用电解液、正极极片依次进行组装得到，所述低温钠金属电池用电解液包括钠盐和醚类有机溶剂，所述钠盐指六氟磷酸钠，所述醚类有机溶剂为四氢呋喃/1,3-二氧戊环混合溶剂，或四氢呋喃/2-甲基四氢呋喃混合溶剂。
2.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：使用温度为-60～35℃。
3.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：使用温度为-40到20℃。
4.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：所述钠盐在醚类有机溶剂中的浓度为0.5-2.0M。
5.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：所述四氢呋喃和1,3-二氧戊环的体积比为3:1-5:1；四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的体积比为2:1-1:2。
6.根据权利要求1或5所述的低温钠金属电池，其特征在于：所述醚类有机溶剂为四氢呋喃/1,3-二氧戊环混合溶剂，所述四氢呋喃和1,3-二氧戊环的体积比为3:1-4:1。
7.根据权利要求6所述的低温钠金属电池，其特征在于：所述
8.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：负极极片由钠金属负载在铝集流体上；隔膜为聚丙烯膜、聚乙烯膜、玻璃纤维膜中的一种。
9.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：正极极片中正极活性材料为过渡金属层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物中的一种。
10.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：正极极片中正极活性材料为为磷酸钒钠，组装为钠-磷酸钒钠电池。
...【技术特征摘要】
1.一种低温钠金属电池，其特征在于：由钠金属负极、隔膜、低温钠金属电池用电解液、正极极片依次进行组装得到，所述低温钠金属电池用电解液包括钠盐和醚类有机溶剂，所述钠盐指六氟磷酸钠，所述醚类有机溶剂为四氢呋喃/1,3-二氧戊环混合溶剂，或四氢呋喃/2-甲基四氢呋喃混合溶剂。
2.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：使用温度为-60～35℃。
3.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：使用温度为-40到20℃。
4.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：所述钠盐在醚类有机溶剂中的浓度为0.5-2.0m。
5.根据权利要求1所述的低温钠金属电池，其特征在于：所述四氢呋喃和1,3-二氧戊环的体积比为3:1-5:1；四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的体积比为2:...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。