一种碱性水溶液钠离子电池制造技术

本文公开发明专利技术了一种碱性水溶液钠离子电池及其制备方法，其主要特征在于，其采用的正极材料为NaxMnyNzO2，N是掺杂元素，可以是Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe﹑Co、Ni、Cu、Zn、Al﹑Zr、Ru等金属元素中的一种或几种。负极材料为活性炭、磷酸钛钠等能在水溶液稳定脱嵌钠离子的电极材料以及能在碱性水溶液稳定的锌电极。电解液为碱性水溶液。本发明专利技术采用的正极材料具有较高的首周充电容量，并且兼顾原料廉价、制备过程简单等特点。碱性电解液与中性电解液相比有更高的电导率和稳定性，降低了对集流体和其他金属配件的要求并提高了选择范围，具有良好的商业化前景。

A Sodium Ion Battery in Alkaline Aqueous Solution

In this paper, an alkaline aqueous sodium ion battery and its preparation method are disclosed. The main characteristics of the battery are that the cathode material is NaxMnyNzO 2. N is a doped element, which can be one or more of Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Zr, Ru and other metal elements. The anode materials are activated carbon, sodium titanium phosphate and other electrodes which can stably deintercalate sodium ions in aqueous solution, and zinc electrodes which can stably deintercalate sodium ions in alkaline aqueous solution. The electrolyte is alkaline aqueous solution. The cathode material adopted by the invention has high first-week charging capacity, and takes into account the characteristics of cheap raw materials and simple preparation process. Compared with neutral electrolyte, alkaline electrolyte has higher conductivity and stability, reduces the requirement for collecting fluid and other metal fittings, and improves the selection range, so it has good commercial prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种碱性水溶液钠离子电池
本专利技术属于二次电池领域，尤其涉及一种碱性水溶液钠离子电池。
技术介绍
人们对石油、媒、天然气、等不可再生资源的过度消耗导致能源和环境问题日益严重，发展风能、太阳能、潮汐能等可再生能源势在必行，然而电化学储能成为限制可再生能源大规模应用的关键技术之一。同时随着科技的进步、经济的发展以及人民生活水平的提高，国防、交通、便携设备等领域对电化学储能装置提出了更高的要求。寻找出一种高能量密度、高功率密度、安全性好、廉价的电化学装置已经成为一种迫在眉睫的事情。锂离子作为一种二次电池，已经在成功的在便携电子设备和动力汽车等领域得到了应用，然而由于锂资源储量的匮乏，分布不均以及采锂技术的限制，锂离子电池的成本逐渐升高，使锂离子电池丧失了在大规模储能方面应用的优势。钠离子电池作为锂离子电池的替代者，有着相同的储能机理，且储量丰富、开采简单，在大规模储能方面有着极大应用前景。水溶电池与有机体系电池相比，电解液为水溶液，具有廉价、无毒、对环境友好。不会出现像有机体系那样严重的安全问题。然而现存的钠离子水溶液电池，电解液多为中性水溶液，如硫酸钠水溶液和硝酸钠水溶液。当发生轻微的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱性水溶液钠离子电池，其特征在于，包括：正极：由正极活性物质、粘结剂、导电剂混合后粘接于集流体上而成，所述正极活性物质为NaxMnyNzO2，其中，0.44≤x≤0.55，0≤y≤1，z＝1‑y,N为Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe﹑Co、Ni、Cu、Zn、Al﹑Zr、Ru金属元素中的一种或几种；负极；隔膜；电解液：溶质为钠盐的碱性水溶液；外壳。

【技术特征摘要】
1.一种碱性水溶液钠离子电池，其特征在于，包括：正极：由正极活性物质、粘结剂、导电剂混合后粘接于集流体上而成，所述正极活性物质为NaxMnyNzO2，其中，0.44≤x≤0.55，0≤y≤1，z＝1-y,N为Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe﹑Co、Ni、Cu、Zn、Al﹑Zr、Ru金属元素中的一种或几种；负极；隔膜；电解液：溶质为钠盐的碱性水溶液；外壳。2.如权利要求1所述的碱性水溶液钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质为NaxMnyNzO2，其中，0.44≤x≤0.55，0≤z≤0.2，z＝1-y。3.如权利要求1所述的碱性水溶液钠离子电池，其特征在于，粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳中的一种或多种；导电剂为石墨、炭黑、铁粉、锰粉、铜粉、铝粉中的一种或多种；集流体为钛、铜、铝、不锈钢、镍的箔片或网。4.如权利要求1所述的碱性水溶液钠离子电池，其特征在于，所述外壳材质选自玻璃、金属、无机物陶瓷、塑料、橡胶、树脂或金属与塑料、橡胶与树脂组成的复合材料；所述电池的形式为扣式、柱状或软包。5.如权利要求1所述的碱性水溶液钠离子电池，其特征在于，所述负极材料由负极活性物质、粘结剂、导电剂混合后粘接于集流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹余良，袁天赐，陈重学，肖利芬，艾新平，杨汉西，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42