一种可进行正极预钠化的钠离子电池电极制造技术

本发明专利技术公开了一种可进行正极预钠化的钠离子电池电极，该电极由富钠授体、正极活性物质、导电剂和粘结剂组成的固态粉体组成，正极预锂化的成功实施有效提升了钠离子电池的循环寿命，也降低了钠离子电池的使用成本，从而有助于推动钠离子电池的大面积推广和应用。本发明专利技术改善了钠离子电池的循环性能，减少了循环过程中，钠离子的损失，从而进一步体现了钠离子电池作为一种低成本电池的使用优势。

A Sodium Ion Battery Electrode for Positive Pre-sodium

The invention discloses a sodium ion battery electrode which can carry out positive pre-sodium. The electrode is composed of solid powder composed of sodium-rich donor, positive active material, conductive agent and binder. The successful implementation of positive pre-lithization effectively enhances the cycle life of sodium ion battery and reduces the use cost of sodium ion battery, thus contributing to promoting large-scale push of sodium ion battery. Wide application. The invention improves the cycling performance of the sodium ion battery and reduces the loss of sodium ion in the cycling process, thereby further reflecting the use advantage of the sodium ion battery as a low cost battery.

【技术实现步骤摘要】
一种可进行正极预钠化的钠离子电池电极
本专利技术属于钠离子电池
，特别是涉及一种可预钠化的钠离子电池。
技术介绍
随着新能源动力电池的不断向前发展，新的电池体系不断涌现，传统的锂离子电池目前存在着原料成本偏高等一系列问题。一般来说，降低成本的途径有：降低电池材料的成本、延长电池的使用寿命等。钠离子电池是近年来快速发展起来的化学电源体系，由于钠离子电池正极材料合成所采用的原料一般是成本较低的钠盐，这一点相比于锂离子电池正极材料合成所用的碳酸锂或者氢氧化锂来说成本降低了80％以上，另外钠离子电池目前存在的主要问题在于：一是能量密度稍低、二是循环寿命相比于锂离子电池来说尚有一定的差距。改善钠离子电池循环寿命目前比较有效的手段是采用预钠处理的办法，预钠处理预钠化技术广义上来说可以分为正极预钠化和负极预钠化，负极预钠化就是采取一定的手段预先在负极材料上补充一定量的Na+来补偿负极材料首次充放电过程中的不可逆容量损失，正极预钠化主要是在电极制作过程中加入富钠的化合物，使得钠离子从正极材料过度脱出之后能够有效的提供Na+离子，维持结构的稳定，从而延长了电池的循环性能。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的钠离子电池循环寿命短的问题，提供了一种可以进行正极预钠化的钠离子电池电极，有效提升了钠离子电池的循环寿命，也降低了钠离子电池的使用成本，从而有助于推动钠离子电池的大面积推广和应用。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种可进行正极预钠化的钠离子电池电极，包括富钠授体、正极活性物质、导电剂和粘结剂组成的固态粉体；所述富钠授体为Na3PO4、Na2O2、Na2SO4、Na2S中的一种或几种组合，摩尔比例为Na3PO4：Na2O2：Na2SO4：Na2S＝0～3：0～1.5：0～2.5：0～2，富钠授体的总质量百分比为固态粉体总质量的2％；所述正极活性物质为Na4Co3(PO4)2P2O7、Na4Fe3(PO4)2P2O7、Na4Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7、Na3(VO0.8)2(PO4)2F1.4中的一种或几种，摩尔比例为Na4Co3(PO4)2P2O7：Na4Fe3(PO4)2P2O7：Na4Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7：Na3(VO0.8)2(PO4)2F1.4＝0～3：0～1.5：0～2.5：0～2，正极活性物质的总质量百分比为固态粉体总质量的90％；所述导电剂为石墨烯量子点、富勒烯、石墨炔中的一种或几种组合以上，质量比例为石墨烯量子点：富勒烯：石墨炔＝0～3：0～1.5：0～2.5，导电剂的总质量百分比为固态粉体总质量的5％；所述粘结剂是聚丙烯酸五溴苄酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯中的一种或几种组合，质量比例为聚丙烯酸五溴苄酯：聚甲基丙烯酸甲酯：聚丙烯酸乙酯＝0～3：0～1.5：0～2.5，粘结剂的总质量百分比为固态粉体总质量的3％。本专利技术的有益效果是：改善了钠离子电池的循环性能，减少了循环过程中，钠离子的损失，从而进一步体现了钠离子电池作为一种低成本电池的使用优势。具体实施方式本专利技术的可进行正极预钠化的钠离子电池电极，包括富钠授体、正极活性物质、导电剂和粘结剂组成的固态粉体；所述富钠授体为Na3PO4、Na2O2、Na2SO4、Na2S中的一种或几种组合，摩尔比例为Na3PO4：Na2O2：Na2SO4：Na2S＝0～3：0～1.5：0～2.5：0～2，富钠授体的总质量百分比为固态粉体总质量的2％；所述正极活性物质为Na4Co3(PO4)2P2O7、Na4Fe3(PO4)2P2O7、Na4Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7、Na3(VO0.8)2(PO4)2F1.4中的一种或几种，摩尔比例为Na4Co3(PO4)2P2O7：Na4Fe3(PO4)2P2O7：Na4Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7：Na3(VO0.8)2(PO4)2F1.4＝0～3：0～1.5：0～2.5：0～2，正极活性物质的总质量百分比为固态粉体总质量的90％；所述导电剂为石墨烯量子点、富勒烯、石墨炔中的一种或几种组合以上，质量比例为石墨烯量子点：富勒烯：石墨炔＝0～3：0～1.5：0～2.5，导电剂的总质量百分比为固态粉体总质量的5％；所述粘结剂是聚丙烯酸五溴苄酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯中的一种或几种组合，质量比例为聚丙烯酸五溴苄酯：聚甲基丙烯酸甲酯：聚丙烯酸乙酯＝0～3：0～1.5：0～2.5，粘结剂的总质量百分比为固态粉体总质量的3％。采用NMP作为溶剂将固体混合物进行溶解和搅拌均匀之后，涂布在20微米厚的铝箔上，于150℃烘干，经过碾压之后继续在120℃下真空干燥24小时，硬碳作为负极材料，采用将电极组装成软包电池之后于50mA/g的电流密度下充电至2.8V，而后恒压充电30分钟，继续充电至3.9V恒压充电30分钟，继续以50mA/g的电流密度放电至2.0V，而后将电池内的气体抽出来，继续封装，而后在2.0-3.9V之间以100mA/g的电流密度进行循环。测试结果表明，进行预钠化处理的电池相比于未进行预钠处理的电池其循环性能有了明显提高。为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：实施例1将Na3PO4、Na4Co3(PO4)2P2O7、石墨炔、聚丙烯酸五溴苄酯按照质量比例2：90：5：3混合，加入NMP作为溶剂，固含量在45-60％之间，于匀浆机中分散8小时，涂布在20微米厚的铝箔上，于150℃烘干，经过碾压之后继续在120℃下真空干燥24小时，硬碳作为负极材料，采用将电极组装成软包电池之后于50mA/g的电流密度下充电至2.8V，而后恒压充电30分钟，继续充电至3.9V恒压充电30分钟，继续以50mA/g的电流密度放电至2.0V，而后将电池内的气体抽出来，继续封装，而后在2.0-3.9V之间以100mA/g的电流密度进行循环。实施例2将Na2O2、Na4Fe3(PO4)2P2O7、富勒烯、聚甲基丙烯酸甲酯按照质量比例2：90：5：3混合，加入NMP作为溶剂，固含量在45-60％之间，于匀浆机中分散8小时，涂布在20微米厚的铝箔上，于150℃烘干，经过碾压之后继续在120℃下真空干燥24小时，硬碳作为负极材料，采用将电极组装成软包电池之后于50mA/g的电流密度下充电至2.8V，而后恒压充电30分钟，继续充电至3.9V恒压充电30分钟，继续以50mA/g的电流密度放电至2.0V，而后将电池内的气体抽出来，继续封装，而后在2.0-3.9V之间以100mA/g的电流密度进行循环。实施例3将Na2S、Na4Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7、石墨烯量子点、聚丙烯酸乙酯按照质量比例2：90：5：3混合，加入NMP作为溶剂，固含量在45-60％之间，于匀浆机中分散8小时，涂布在20微米厚的铝箔上，于150℃烘干，经过碾压之后继续在120℃下真空干燥24小时，硬碳作为负极材料，采用将电极组装成软包电池之后于50mA/g的电流密度下充电至2.8V，而后恒压充电30分钟，继续充电至3.9V恒压充电30分钟，继续以50mA/g的电流密度放电至2.0V，而后将电池内的气体抽出来，继续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可进行正极预钠化的钠离子电池电极，其特征在于，包括富钠授体、正极活性物质、导电剂和粘结剂组成的固态粉体；所述富钠授体为Na3PO4、Na2O2、Na2SO4、Na2S中的一种或几种组合，摩尔比例为Na3PO4：Na2O2：Na2SO4：Na2S＝0～3：0～1.5：0～2.5：0～2，富钠授体的总质量百分比为固态粉体总质量的2％；所述正极活性物质为Na4Co3(PO4)2P2O7、Na4Fe3(PO4)2P2O7、Na4Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7、Na3(VO0.8)2(PO4)2F1.4中的一种或几种，摩尔比例为Na4Co3(PO4)2P2O7：Na4Fe3(PO4)2P2O7：Na4Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7：Na3(VO0.8)2(PO4)2F1.4＝0～3：0～1.5：0～2.5：0～2，正极活性物质的总质量百分比为固态粉体总质量的90％；所述导电剂为石墨烯量子点、富勒烯、石墨炔中的一种或几种组合以上，质量比例为石墨烯量子点：富勒烯：石墨炔＝0～3：0～1.5：0～2.5，导电剂的总质量百分比为固态粉体总质量的5％；所述粘结剂是聚丙烯酸五溴苄酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯中的一种或几种组合，质量比例为聚丙烯酸五溴苄酯：聚甲基丙烯酸甲酯：聚丙烯酸乙酯＝0～3：0～1.5：0～2.5，粘结剂的总质量百分比为固态粉体总质量的3％。...

【技术特征摘要】
1.一种可进行正极预钠化的钠离子电池电极，其特征在于，包括富钠授体、正极活性物质、导电剂和粘结剂组成的固态粉体；所述富钠授体为Na3PO4、Na2O2、Na2SO4、Na2S中的一种或几种组合，摩尔比例为Na3PO4：Na2O2：Na2SO4：Na2S＝0～3：0～1.5：0～2.5：0～2，富钠授体的总质量百分比为固态粉体总质量的2％；所述正极活性物质为Na4Co3(PO4)2P2O7、Na4Fe3(PO4)2P2O7、Na4Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7、Na3(VO0.8)2(PO4)2F1.4中的一种或几种，摩尔比例为Na4Co3(PO4)2P2O7：Na4Fe3(PO...

【专利技术属性】
技术研发人员：许寒，刘兴江，丁飞，宗军，倪旺，宁凡雨，刘逸骏，刘胜男，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12