一种钠离子电池正极浆料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种钠离子电池正极浆料及其制备方法。为了解决现有钠离子电池正极材料在匀浆过程中存在的易受潮凝胶导致电池一致性差，分散性差，小粒径颗粒团聚，影响电池性能等问题，本发明专利技术提供一种钠离子电池正极浆料及其制备方法，通过抑制剂和分散剂的共同作用，改善了浆料流动性，抑制了高碱度浆料的凝胶化和小粒径颗粒的团聚，同时优化浆料制备工艺，生产效率高，制备得到的浆料分散效果好，具备更优秀的加工性能，制备出的电池性能更高。制备出的电池性能更高。制备出的电池性能更高。

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池正极浆料及其制备方法


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，尤其是涉及一种钠离子电池正极浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着大规模储能技术的快速发展，锂离子电池面临着资源紧缺、原材料价格攀升、回收困难等问题，而新兴钠离子电池则日益展示出其优势。钠在地壳中储量丰富且分布广泛，钠离子电池与锂离子电池具有类似的脱嵌机制，展现出媲美锂离子电池的循环性能，同时具有优于锂离子电池的低温和倍率性能。钠离子电池成为有巨大潜能的新一代电化学体系。
[0003]钠离子电池的生产工艺与锂离子电池类似，可以利用现有的锂离子电池生产线生产，但是目前钠离子电池还未规模化量产，还存在很多工艺问题未解决。钠离子电池正极材料尤其是层状过渡金属氧化物在烧结后会有钠盐残留，主要以碳酸钠和氢氧化钠形式存在，这导致钠离子电池正极材料碱性偏高，在正极匀浆过程中导致材料易吸水受潮，在匀浆过程中黏度增加，容易形成果冻状凝胶，导致涂布困难，极片面密度不均匀，电池一致性差。另外，为发挥钠离子电池倍率及低温特性，正极材料颗粒制备粒径较小，保证了正极活性材料颗粒电子及钠离子较好的传输性能，但是较小的粒径也导致其在正极浆料中的分散性不好，加之材料易受潮吸水，造成匀浆过程正极活性材料颗粒间发生团聚，影响钠离子电池性能。尤其当选用石墨烯导电浆或cnt导电浆作为导电剂时，因为其粒度较低，比表面积较大，在浆料中难以分散均匀，所以对钠离子电池正极匀浆的搅拌工艺的要求很高。
[0004]因此，为了解决现有钠离子电池正极材料在匀浆过程中存在的易受潮凝胶导致电池一致性差，分散性差，小粒径颗粒团聚，影响电池性能等问题，本专利技术提供一种钠离子电池正极浆料及其制备方法，通过抑制剂和分散剂的共同作用，改善了浆料流动性，抑制了高碱度浆料的凝胶化和小粒径颗粒的团聚，同时优化浆料制备工艺，生产效率高，制备得到的浆料分散效果好，具备更优秀的加工性能，制备出的电池性能更高。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的问题是目前现有技术中钠离子电池正极材料在匀浆过程中存在易受潮凝胶导致电池一致性差，分散性差，小粒径颗粒团聚，影响电池性能的问题，提供一种钠离子电池正极浆料及其制备方法，通过抑制剂和分散剂的共同作用，改善了浆料流动性，抑制了高碱度浆料的凝胶化和小粒径颗粒的团聚，同时优化浆料制备工艺，生产效率高，制备得到的浆料分散效果好，具备更优秀的加工性能，制备出的电池性能更高。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种钠离子电池正极浆料，所述正极浆料包括以下原料组分：
[0008]正极活性物质46％
‑
48％，粘结剂1.3
‑
1.8％，导电剂0.5
‑
1％，抑制剂0.1
‑
0.8％，分散剂0.1
‑
0.5％，溶剂48
‑
52％。
[0009]进一步地，所述正极活性物质的粒径D50为：1um
‑
15um，所述正极活性物质的pH值为11
‑
13。
[0010]进一步地，所述正极活性物质为钠基层状金属NaxTyO2，T为过渡金属，x为钠的化学计量数，x的范围为0.67≤x≤1。
[0011]进一步地，所述过渡金属T包括Mn、Fe、Ni、Mg、Ti、Co、V、Cu、Cr元素中的一种或几种。
[0012]进一步地，所述导电剂为导电碳黑、cnt导电浆或石墨烯导电浆中的一种或几种。
[0013]进一步地，所述抑制剂为草酸或马来酸酐。
[0014]进一步地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯。
[0015]进一步地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
[0016]进一步地，所述溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0017]一种如上所述的钠离子电池正极浆料的制备方法，包括步骤：
[0018]将所述正极活性物质和所述导电剂投入预混料机进行混合，形成第一混合物；
[0019]将所述抑制剂和所述分散剂混合溶解在所述溶剂中得到第一溶液；
[0020]将所述第一混合物、所述第一溶液和所述粘结剂投入螺旋混料机进行混合，所述螺旋混料机的转速为第一转速，所述第一转速为600
‑
1000rpm，混合时的浆料温度为第一温度，所述第一温度为20
‑
45℃，混合后得到第一浆料；
[0021]将所述第一浆料进行过滤后，使用高速分散机进行分散，所述高速分散机的转速为第二转速，所述第二转速为3500
‑
5000rpm，分散时间为1
‑
2h，分散时的温度为第二温度，所述第二温度为20
‑
45℃，分散后得到第二浆料；
[0022]将所述第二浆料使用二次分散釜进行二次分散，二次分散时的真空度小于
‑
0.09Mpa，公转转速为第三转速，所述第三转速为20
‑
25rpm，自转转速为第四转速，所述第四转速为1000
‑
1500rpm，二次分散时间为1.5
‑
2h，二次分散后，得到成品浆料。
[0023]本专利技术设计的一种钠离子电池正极浆料及其制备方法，通过抑制剂和分散剂的共同作用，改善了浆料流动性，抑制了高碱度浆料的凝胶化和小粒径颗粒的团聚，同时优化浆料制备工艺，生产效率高，制备得到的浆料分散效果好，具备更优秀的加工性能，制备出的电池性能更高。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例1和对比例1的放电容量曲线图；
[0025]图2是本专利技术实施例1和对比例1电芯的1C充电1C放电的循环保持率曲线图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]请参见附图1
‑
附图2，本专利技术实施例提供一种钠离子电池正极浆料，正极浆料包括以下原料组分：
[0028]正极活性物质46％
‑
48％，粘结剂1.3
‑
1.8％，导电剂0.5
‑
1％，抑制剂0.1
‑
0.8％，
分散剂0.1
‑
0.5％，溶剂48
‑
52％。
[0029]具体地，正极活性物质的粒径D50为：1um
‑
15um，正极活性物质的pH值为11
‑
13。
[0030]具体地，正极活性物质为钠基层状金属NaxTyO2，T为过渡金属，x为钠的化学计量数，x的范围为0.67≤x≤1。
[0031]优选地，过渡金属T包括Mn、Fe、Ni、Mg、Ti、Co、V、Cu、Cr元素中的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极浆料，其特征在于，所述正极浆料包括以下原料组分：正极活性物质46％
‑
48％，粘结剂1.3
‑
1.8％，导电剂0.5
‑
1％，抑制剂0.1
‑
0.8％，分散剂0.1
‑
0.5％，溶剂48
‑
52％。2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极浆料，其特征在于：所述正极活性物质的粒径D50为：1um
‑
15um，所述正极活性物质的pH值为11
‑
13。3.根据权利要求1或2所述的一种钠离子电池正极浆料，其特征在于：所述正极活性物质为钠基层状金属NaxTyO2，T为过渡金属，x为钠的化学计量数，x的范围为0.67≤x≤1。4.根据权利要求3所述的一种钠离子电池正极浆料，其特征在于：所述过渡金属T包括Mn、Fe、Ni、Mg、Ti、Co、V、Cu、Cr元素中的一种或几种。5.根据权利要求1或2或4所述的一种钠离子电池正极浆料，其特征在于：所述导电剂为导电碳黑、cnt导电浆或石墨烯导电浆中的一种或几种。6.根据权利要求5所述的一种钠离子电池正极浆料，其特征在于：所述抑制剂为草酸或马来酸酐。7.根据权利要求1或2或4或6所述的一种钠离子电池正极浆料，其特征在于：所述粘结剂为聚偏氟乙烯。8.根据权利要求7所述的一种钠离子电池正极浆料，其特征在于：所述分散剂为聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱波青，许寒，刘凯，顾士杰，刘兴江，
申请(专利权)人：天津中电新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：