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由于锂在地球上储量不高,面对人们对新能源材料,特别是便携式的电池材料需求越来越大的情况,钠离子电池有望成为下一种主要二次能源。钠离子电池的研究主要分为正、负极材料和电解质材料,其中电解质根据状态可以分为液态电解质和固态电解质两种,前者由于易泄漏易自燃等问题应用受到了限制,后者在离子电导率、电压窗口和循环稳定性等方面的平衡一直是研究的热点。本文创新性地通过湿化学方法得到一种准固态Na2O-B2O3-SiO2-H2O水合玻璃体系钠离子电池电解质,并系统地研究了其热学性能和电化学性能,证明了该电解质既具有固态电解质良好的力学性能和稳定性,又具有接近于液态电解质的离子电导率。具体研究成果如下:(1)本文通过湿化学方法,利用硅酸盐水溶液、H3BO3和Na2SO4合成了一种新型Na2O-B203-SiO2-H2O水合体系钠离子电池电解质,制备工艺简单,节能环保;(2)通过对Na2O-B2O3-SiO2-H2O体系钠离子电池电解质热学性能的研究,我们发现在制备过程中,前驱体固化流程中的固化温度约等于电解质的玻璃转变温度Tg,因此可以通过调控电解质制备过程中的固化温度实现对体系Tg的调控;(3)羟基在Na2O-B2O3-SiO2-H2O水合玻璃体系钠离子电池电解质中具有重要作用。虽然羟基的引入在一定程度上限制了电解质的电压窗口(2.24V左右),但显著提升了电解质的离子电导率(10-6S·cm-1)与循环稳定性(380次),达到了一般玻璃-陶瓷电解质的性能水平;(4)引入H3BO3后的准固态Na2O-B2O3-SiO2-H2O水合玻璃体系钠离子电池电解质具有更为良好的离子电导率与循环稳定性。将固态Na2O-B2O3-SiO2-H2O水合玻璃体系钠离子电池电解质工作温度调整至玻璃转变温度Tg以上时,电解质处于准固体状态,此时电解质的离子电导率从原本的10-6S.cm-1迅速提升至10-3S·cm-1,同时稳定循环次数从380次提升至1000次以上,显著高于当前固态电解质多数10-7S.cm-1,循环稳定性较差的水平。(5)通过发泡和压片二次热处理过程我们得到了适用于更高工作温度(100-360 ℃)的准固态Na2O-B2O3-SiO2-H2O水合玻璃体系钠离子电池电解质。由于自由H2O含量的降低,体系电压窗口随着Tg升高在Tg = 320℃时达到了 3.52 V。电解质仍具有准固态较高离子电导率的优势,高工作温度下的电解质仍具有良好的稳定性。