CN110176629A - 一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质及钠金属电池 - Google Patents

一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质及钠金属电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质及钠金属电池，所述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质是通过如下重量份的各成分制成：聚偏氟乙烯‑六氟丙烯50‑60份、氧化石墨烯1‑5份、钠盐5‑10份、非水溶剂20‑40份、添加剂0.5‑5份、无水乙醇3‑6份。本发明还公开了应用上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池。本发明公开的凝胶电解质既具有较高的离子电导率又具有优异的力学性能，通过引入氧化石墨烯可以达到提升离子电导率和提高膜的机械性能，在钠金属全电池中钠均匀沉积，和电极相容性良好，实现高可逆容量，高库伦效率。

Description

一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质及钠金属电池
技术领域
本发明属于凝胶电解质技术领域，涉及一种钠金属电池元件，更具体地说，涉及一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质及应用该电解质的钠金属电池。
背景技术
钠金属负极具有较高的比容量(1166mA h g-1)，是高能量密度电池(例如：Na-O2，Na-S电池)的重要部件之一。但是，将金属钠用在电池中充当负极还存在很多安全问题，尤其是电解质这方面。电解质是电池的重要组成部分，它主要分为液体电解质、固体电解质和凝胶电解质。虽然液体电解质具有较高的离子导电性，但在充放电过程中，由于钠枝晶沉积不均匀，枝晶的进一步生长可能刺穿隔膜，最终导致短路引发火灾等危险，而且液态电解质还存在液体泄漏问题。固体电解质具有良好的机械性能能抑制枝晶，可以防止液体泄漏，但其离子导电性特别低，界面阻抗大，严重影响电池的性能。
凝胶聚合物电解质是介于全固态电解质和液态电解质之间的一种电解质类型，它具有全固态聚合物电解质的安全性、类似于液态电解质的离子导电性，以及与电极材料反应性低的优点。传统的凝胶聚合物电解质是通过聚合物基体浸泡电解液，电解质分子被固定在聚合物基体的网络体系中用于离子传导的。但是要运用到钠金属电池中，凝胶聚合物电解质必须具备良好的机械性能，能抑制枝晶的生长，还需要具备优异的室温离子电导率和较宽的电化学窗口防止和正极材料发生界面副反应，传统的凝胶聚合物电解质无法满足这些要求。现有技术通常通过在传统凝胶聚合物电解质中引入无机纳米颗粒(例如：SiO2，ZrO2,Al2O3，TiO2)来提升凝胶电解质的机械性能。引入无机纳米颗粒虽然可以提升聚合物的机械性能，但是这些非锂导电纳米颗粒的团聚可能会阻碍离子传输路径，从而表现出不令人满意的离子导电性。
因此，寻求一种同时具备良好的机械性能，能抑制枝晶的生长，还需要具备优异的室温离子电导率和较宽的电化学窗口的凝胶聚合物电解质是业内亟待解决的问题。
发明内容
为克服现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质及应用该电解质的钠金属电池，这种凝胶电解质是通过在PVDF-HFP基体中引入不同质量百分数的氧化石墨烯共混后再通过溶液浇筑法获得的。制备得到的凝胶电解质电化学窗口宽，机械强度强，离子电导率高。应用该电解质的钠金属电池具有优异的电化学性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，它包括以下重量份数的原料组分：聚偏氟乙烯-六氟丙烯50-60份、氧化石墨烯1-5份、钠盐5-10份、非水溶剂20-40份、添加剂0.5-5份和无水乙醇3-6份。
进一步地，所述钠盐为选自六氟磷酸钠、硼氢化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氟化钠、硫酸钠、磷酸钠、硝酸钠、二氟草酸硼酸钠、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、柠檬酸钠、偏硼酸钠、硼酸钠、钼酸钠、钨酸钠、溴化钠、亚硝酸钠、碘酸钠、碘化钠、硅酸钠、木质素磺酸钠、草酸钠、铝酸钠、甲基磺酸钠、醋酸钠、重铬酸钠、六氟砷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠或三氟甲烷磺酰亚胺钠中的一种或几种。
进一步地，所述添加剂为甘油、柠檬酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、亚氨基琥珀酸钠、聚乙二醇中的至少一种。
进一步地，所述非水溶剂选自丙酮、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、氟代碳酸乙烯酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、4-甲基-1,3-二氧环戊烷、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧丙烷、三乙二醇二甲醚、二甲基砜、二甲醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯、离子液体中的一种或几种。
优选地，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑-六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑-四氟硼酸盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-甲,丙基哌啶-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-甲基丁基哌啶-双三氟甲基磺酰亚胺盐中的一种或几种。
优选地，它的制备方法包括如下步骤：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于非水溶剂中，搅拌3-5小时，与此同时将氧化石墨烯加入到无水乙醇中超声分散2-3小时；后将溶解好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯和超声分散好的氧化石墨烯倒在一起，并按配比加入钠盐和添加剂，共混搅拌3-5小时；搅拌结束后将混合好的胶状物均匀的倒在干净的玻璃板上流平；随后立即放入真空烘箱中抽真空，干燥温度为50-60℃，时间设定2-3小时。
进一步地，一种应用上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池，包括负极、正极、介于正负极之间的隔膜以及所述的氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质。
进一步地，所述负极为能够与钠离子合金化的金属、金属合金或金属复合物中的一种；
进一步地，所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料包括50-80wt％正极材料活性物质、5-30wt％的导电剂和5-10wt％的粘结剂；所述正极材料活性物质为能够可逆地嵌入、脱嵌钠盐阴离子的层状材料。
优选地，所述正极材料活性物质选自碳包覆的Na3V2(PO4)3、NaxCoO2、Na0.44MnO2、Na1-xNi0.5Mn0.5O2、NaFePO4、Na2FePO4F、Na3V2(PO4)2F3、Na0.6Fe0.5Mn0.5O2和NaNi1/3Mn1/3Co1/3O2中的至少一种。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：氧化石墨烯是一种运用很广的材料，在储能和催化领域表现出良好性能。它的表面具有丰富的带负电荷的含氧官能团，对带正电荷的钠离子有着很强的亲和性。这样的特性，当引入到聚合物基体中充当填充物，会使得钠离子迁移速度加快，获得较高的离子电导率。而且当聚合物基体是聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)，会和氧化石墨烯(GO)形成H-F氢键。氢键的形成能使聚合物的机械性能增强。制备的凝胶电解质电化学窗口宽，机械强度强，离子电导率高。而且氧化石墨烯和PVDF-HFP之间的相互作用能使钠离子均匀沉积，抑制枝晶的生长。而且表面丰富的含氧官能团能促进钠离子的运输，表现出较高的离子电导率。这样的凝胶电解质可以达到提升离子电导率和提高膜的机械性能，在钠金属全电池中钠均匀沉积，和电极相容性良好，实现高可逆容量，高库伦效率。
附图说明
图1为实施例1制得的凝胶电解质薄膜图像和凝胶电解质凝胶机理图；
图2为实施例1制得的凝胶电解质的表征；
图3为实施例1制得的凝胶电解质组装钠金属全电池测试的性能数据；
图4为实施例1制得的凝胶电解质扫描电子显微镜下拍的表面形貌和原子力显微镜测试的杨氏模量还有组装的Na/Na对称电池测试和金属钠相容性。
具体实施方式
本发明一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，它包括以下重量份数的原料组分：聚偏氟乙烯-六氟丙烯50-60份、氧化石墨烯1-5份、钠盐5-10份、非水溶剂20-40份、添加剂0.5-5份和无水乙醇3-6份。当聚合物基体是聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)，会和氧化石墨烯(GO)形成H-F氢键。氢键的形成能使聚合物的机械性能增强。制备的凝胶电解质电化学窗口宽，机械强度强，离子电导率高。而且氧化石墨烯和PVDF-HFP之间的相互作用能使钠离子均匀沉积，抑制枝晶的生长。而且表面丰富的含氧官能团能促进钠离子的运输，表现出较高的离子电导率。这样的凝胶电解质可以达到提升离子电导率和提高膜的机械性能，在钠金属全电池中钠均匀沉积，和电极相容性良好，实现高可逆容量，高库伦效率。
所述钠盐为选自六氟磷酸钠、硼氢化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氟化钠、硫酸钠、磷酸钠、硝酸钠、二氟草酸硼酸钠、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、柠檬酸钠、偏硼酸钠、硼酸钠、钼酸钠、钨酸钠、溴化钠、亚硝酸钠、碘酸钠、碘化钠、硅酸钠、木质素磺酸钠、草酸钠、铝酸钠、甲基磺酸钠、醋酸钠、重铬酸钠、六氟砷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠或三氟甲烷磺酰亚胺钠中的一种或几种。所述添加剂为甘油、柠檬酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、亚氨基琥珀酸钠和聚乙二醇中的至少一种。所述非水溶剂选自丙酮、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、氟代碳酸乙烯酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、4-甲基-1,3-二氧环戊烷、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧丙烷、三乙二醇二甲醚、二甲基砜、二甲醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯和离子液体中的一种或几种；进一步地，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑-六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑-四氟硼酸盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-甲,丙基哌啶-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-甲基丁基哌啶-双三氟甲基磺酰亚胺盐中的一种或几种。上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于非水溶剂中，搅拌3-5小时，与此同时将氧化石墨烯加入到无水乙醇中超声分散2-3小时；后将溶解好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯和超声分散好的氧化石墨烯倒在一起，并按配比加入钠盐和添加剂，共混搅拌3-5小时；搅拌结束后将混合好的胶状物均匀的倒在干净的玻璃板上流平；随后立即放入真空烘箱中抽真空，干燥温度为50-60℃，时间设定2-3小时。
应用上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池，包括负极、正极、介于正负极之间的隔膜以及所述的钠金属电池用氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质。所述负极为能够与钠离子合金化的金属、金属合金或金属复合物中的一种。所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料包括50-80wt％正极材料活性物质、5-30wt％的导电剂和5-10wt％的粘结剂；所述正极材料活性物质为能够可逆地嵌入、脱嵌钠盐阴离子的层状材料。所述正极材料活性物质选自碳包覆的Na3V2(PO4)3、NaxCoO2、Na0.44MnO2、Na1-xNi0.5Mn0.5O2、NaFePO4、Na2FePO4F、Na3V2(PO4)2F3、Na0.6Fe0.5Mn0.5O2和NaNi1/3Mn1/3Co1/3O2中的至少一种。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质是通过如下重量份的各成分制成：聚偏氟乙烯-六氟丙烯50份、氧化石墨烯1份、六氟磷酸钠5份、丙酮20份、甘油0.5份、无水乙醇3份。
所述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于丙酮中，搅拌3小时，与此同时将氧化石墨烯加入到无水乙醇中超声分散2小时；后将溶解好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯和超声分散好的氧化石墨烯倒在一起，并按配比加入六氟磷酸钠和甘油，共混搅拌3小时；搅拌结束后将混合好的胶状物均匀的倒在干净的玻璃板上流平；随后立即放入真空烘箱中抽真空，干燥温度为50℃，时间设定2小时。
一种应用上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池，包括负极、正极、介于正负极之间的隔膜以及所述的氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质。所述负极为钠金属；所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料包括90wt％正极材料活性物质、5wt％的导电剂和5wt％的粘结剂；所述正极材料活性物质为Na0.6Fe0.5Mn0.5O。
实施例2
本实施例提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质是通过如下重量份的各成分制成：聚偏氟乙烯-六氟丙烯53份、氧化石墨烯2份、十二烷基苯磺酸钠6.5份、氟代碳酸乙烯酯25份、聚苯乙烯磺酸钠1.5份、无水乙醇4份。
所述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于氟代碳酸乙烯酯中，搅拌3.5小时，与此同时将氧化石墨烯加入到无水乙醇中超声分散2.3小时；后将溶解好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯和超声分散好的氧化石墨烯倒在一起，并按配比加入十二烷基苯磺酸钠和聚苯乙烯磺酸钠，共混搅拌3.5小时；搅拌结束后将混合好的胶状物均匀的倒在干净的玻璃板上流平；随后立即放入真空烘箱中抽真空，干燥温度为53℃，时间设定2.3小时。
一种应用上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池，包括负极、正极、介于正负极之间的隔膜以及所述的钠金属电池用氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质；所述负极为金属合金；所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料包括80wt％正极材料活性物质、10wt％的导电剂和10wt％的粘结剂；所述正极材料活性物质为碳包覆的Na3V2(PO4)3。
实施例3
本实施例提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质是通过如下重量份的各成分制成：聚偏氟乙烯-六氟丙烯55份、氧化石墨烯3份、钼酸钠7份、1-乙基-3-甲基咪唑-六氟磷酸盐30份、亚氨基琥珀酸钠3.5份、无水乙醇4.5份。
所述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于1-乙基-3-甲基咪唑-六氟磷酸盐中，搅拌4小时，与此同时将氧化石墨烯加入到无水乙醇中超声分散2.6小时；后将溶解好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯和超声分散好的氧化石墨烯倒在一起，并按配比加入钼酸钠和亚氨基琥珀酸钠，共混搅拌4小时；搅拌结束后将混合好的胶状物均匀的倒在干净的玻璃板上流平；随后立即放入真空烘箱中抽真空，干燥温度为56℃，时间设定2.5小时。
一种应用上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池，包括负极、正极、介于正负极之间的隔膜以及所述的氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质；所述负极为金属复合物；所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料包括75wt％正极材料活性物质、10wt％的导电剂和15wt％的粘结剂；所述正极材料活性物质为NaxCoO2。
实施例4
本实施例提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质是通过如下重量份的各成分制成：聚偏氟乙烯-六氟丙烯58份、氧化石墨烯4份、钠盐9份、非水溶剂35份、添加剂4.5份、无水乙醇5份。
所述钠盐为六氟磷酸钠、二氟草酸硼酸钠、溴化钠、重铬酸钠、三氟甲烷磺酰亚胺钠按质量比1:2:1:3:5混合而成。
所述添加剂为甘油、柠檬酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、亚氨基琥珀酸钠、聚乙二醇按质量比1:2:4:3:2混合而成。
所述非水溶剂为丙酮、乙酸甲酯、1,3-二氧环戊烷、亚硫酸丙烯酯、1-乙基-3-甲基咪唑-四氟硼酸盐按质量比2:3:2:1:2混合而成。
所述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于非水溶剂中，搅拌4.5小时，与此同时将氧化石墨烯加入到无水乙醇中超声分散2.8小时；后将溶解好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯和超声分散好的氧化石墨烯倒在一起，并按配比加入钠盐和添加剂，共混搅拌4.5小时；搅拌结束后将混合好的胶状物均匀的倒在干净的玻璃板上流平；随后立即放入真空烘箱中抽真空，干燥温度为58℃，时间设定2.9小时。
一种应用上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池，包括负极、正极、介于正负极之间的隔膜以及所述的氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质；所述负极为能够与钠离子合金化的金属；所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料包括75wt％正极材料活性物质、25wt％的导电剂和8wt％的粘结剂；所述正极材料活性物质为能够可逆地嵌入、脱嵌钠盐阴离子的层状材料。
实施例5
本实施例提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质是通过如下重量份的各成分制成：聚偏氟乙烯-六氟丙烯60份、氧化石墨烯5份、甲基磺酸钠10份、N-甲基丁基哌啶-双三氟甲基磺酰亚胺盐40份、聚乙二醇5份、无水乙醇6份。
所述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于N-甲基丁基哌啶-双三氟甲基磺酰亚胺盐中，搅拌5小时，与此同时将氧化石墨烯加入到无水乙醇中超声分散3小时；后将溶解好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯和超声分散好的氧化石墨烯倒在一起，并按配比加入甲基磺酸钠和聚乙二醇，共混搅拌5小时；搅拌结束后将混合好的胶状物均匀的倒在干净的玻璃板上流平；随后立即放入真空烘箱中抽真空，干燥温度为60℃，时间设定3小时。
一种应用上述氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池，包括负极、正极、介于正负极之间的隔膜以及所述的氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质；所述负极为金属合金；所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料包括80wt％正极材料活性物质、30wt％的导电剂和10wt％的粘结剂；所述正极材料活性物质为Na3V2(PO4)2F3、Na0.6Fe0.5Mn0.5O2、NaNi1/3Mn1/3Co1/3O2按质量比1:3:5混合而成。
对比例1
本发明提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其配方及其制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加氧化石墨烯，同时，按实施例1的方法制成钠金属电池。
对比例2
本发明提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其配方及其制备方法与实施例1基本相同，不同的是采用聚丙烯腈代替聚偏氟乙烯-六氟丙烯，同时，按实施例1的方法制成钠金属电池。
对比例3
本发明提供一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其配方及其制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加六氟磷酸钠，同时，按实施例1的方法制成钠金属电池。
同时，为了说明本发明实施例的技术效果，将实施例1-5及对比例1-3所制备的钠金属电池通过蓝电设备和电化学工作站进行性能测试，测试结果见表1。
表1实施例1-5、对比例1-3中钠金属电池的性能测试表
测试项目 起始容量(mA h g<sup>-1</sup>) 循环圈数(次) 循环保持率
实施例1 104 1000 98％
实施例2 100 1000 96％
实施例3 101 1000 95％
实施例4 100 1000 94％
实施例5 98 1000 93％
对比例1 70 1000 87％
对比例2 95 1000 89％
对比例3 95 1000 76％
从上表可以看出，应用本发明实施例公开的氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质制成的钠金属电池具有优异的电化学性能。这是聚偏氟乙烯-六氟丙烯、氧化石墨烯和钠盐协同作用的结果。以实施例1为例，对所述凝胶电解质及采用这种凝胶电解质制成的钠金属全电池进行性能测试，见图1-4；从图可知，本实施例公开的氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质制成的钠金属电池具有优异的电化学性能。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (10)

1.一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其特征在于，它包括以下重量份数的原料组分：聚偏氟乙烯-六氟丙烯50-60份、氧化石墨烯1-5份、钠盐5-10份、非水溶剂20-40份、添加剂0.5-5份和无水乙醇3-6份。
2.如权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其特征在于，所述钠盐为选自六氟磷酸钠、硼氢化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氟化钠、硫酸钠、磷酸钠、硝酸钠、二氟草酸硼酸钠、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、柠檬酸钠、偏硼酸钠、硼酸钠、钼酸钠、钨酸钠、溴化钠、亚硝酸钠、碘酸钠、碘化钠、硅酸钠、木质素磺酸钠、草酸钠、铝酸钠、甲基磺酸钠、醋酸钠、重铬酸钠、六氟砷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠或三氟甲烷磺酰亚胺钠中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其特征在于，所述添加剂为甘油、柠檬酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、亚氨基琥珀酸钠和聚乙二醇中的至少一种。
4.如权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其特征在于，所述非水溶剂选自丙酮、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、N ,N-二甲基乙酰胺、氟代碳酸乙烯酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、4-甲基-1,3-二氧环戊烷、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧丙烷、三乙二醇二甲醚、二甲基砜、二甲醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯和离子液体中的一种或几种。
5.如权利要求4所述的一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其特征在于，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑-六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑-四氟硼酸盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-甲,丙基哌啶-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-甲基丁基哌啶-双三氟甲基磺酰亚胺盐中的一种或几种。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质，其特征在于，它的制备方法包括如下步骤：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于非水溶剂中，搅拌3-5小时，与此同时将氧化石墨烯加入到无水乙醇中超声分散2-3小时；后将溶解好的聚偏氟乙烯-六氟丙烯和超声分散好的氧化石墨烯倒在一起，并按配比加入钠盐和添加剂，共混搅拌3-5小时；搅拌结束后将混合好的胶状物均匀的倒在干净的玻璃板上流平；随后立即放入真空烘箱中抽真空，干燥温度为50-60℃，时间设定2-3小时。
7.一种应用权利要求6所述的氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质的钠金属电池，其特征在于，包括负极、正极、介于正负极之间的隔膜以及所述的钠金属电池用氧化石墨烯改性聚合物凝胶电解质。
8.如权利要求7所述的一种钠金属电池，其特征在于，所述负极为能够与钠离子合金化的金属、金属合金或金属复合物中的一种。
9.如权利要求7所述的一种钠金属电池，其特征在于，所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料包括50-80wt%正极材料活性物质、5-30wt％的导电剂和5-10wt％的粘结剂；所述正极材料活性物质为能够可逆地嵌入、脱嵌钠盐阴离子的层状材料。
10.如权利要求9所述的一种钠金属电池，其特征在于，所述正极材料活性物质选自碳包覆的Na3V2(PO4)3、NaxCoO2、Na0.44MnO2、Na1−xNi0.5Mn0.5O2、NaFePO4、Na2FePO4F、Na3V2(PO4)2F3、Na0.6Fe0.5Mn0.5O2和 NaNi1/3Mn1/3Co1/3O2中的至少一种。
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