一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片及其制备方法，涉及钠离子电池领域，在湿度≤30％的环境下，采用粘结剂和溶剂配制胶液，依序将导电剂和活性物质加入胶液中，混合均匀，加入溶剂调节粘度，制得浆料，将浆料涂布于集流体上，碾压、碾压、分切和制片，制得阳极片。本发明专利技术通过控制湿度和涂布工艺的改进，解决了传统工艺中，浆料极易出现吸水，导致阳极片容易脆裂的现象，而且本发明专利技术的阳极片制成的钠离子电池的内阻控制在70mΩ以下、阳极的克容量达到≥120mAh/g；0.5C充放电循环测试100周容量保持率≥70％；强制放电至0V充电容量可恢复90％以上并且不起火、不爆炸；持续充电至5V电池不爆炸、不起火的优异性能。不起火的优异性能。不起火的优异性能。

【技术实现步骤摘要】
一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钠离子电池领域，具体是一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着二次电池的不断发展，锂离子电池已形成二次电池的主流，随着锂离子电池的发展及现在动力新能源和储能的大力发展，锂元素材料存储量稀少，导致锂材料出现大幅度涨幅；而钠元素材料资源广，将锂离子转型钠离子电池，需转型钠离子电池则需要研发款适合钢壳14500圆柱钠离子电池(以下简称钠离子电池)阳极极片及制造工艺。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片及其制备方法。
[0004]本专利技术的技术解决方案如下：
[0005]一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片的制备方法，在湿度≤30％的环境下，采用粘结剂和溶剂配制胶液，依序将导电剂和活性物质加入胶液中，混合均匀，加入溶剂调节粘度，制得浆料，将浆料涂布于集流体上，碾压、分切和制片，制得阳极片，然后进入卷绕工序。
[0006]作为本专利技术的优选方案，所述混合步骤与涂布步骤的间隔时间控制在60min之内，所述分切和制片的间隔时间以及制片和卷绕的间隔时间均控制在1
‑
5h之内。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述活性物质为镍铁锰酸钠。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述导电剂为质量比3
‑
5:1的导电碳黑和导电石墨。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述浆料的固含量为60
‑
70wt％。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述活性物质、粘结剂、导电剂的质量比为：93
‑
96：1
‑
2：2
‑
5。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯，所述溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述配制胶液和混合步骤中均采用两次搅拌，第一次搅拌速率为800
‑
900r/min，第二次搅拌速率为1500
‑
1600r/min。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述碾压的压实密度为≤3.1g/m3。
[0014]本专利技术还公开了一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片，采用如上任一所述的制备方法制得。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片及其制备方法，通过控制湿度和涂布工艺的改进，解决了传统工艺中，浆料极易出现吸水，导致阳极片容易脆裂的现象，而且本专利技术的阳极片制成的钠离子电池的内阻控制在70mΩ以下、阳极的克容量达到≥120mAh/g；0.5C充放电循环测试100周容量保持率≥70％；强制放电至0V充电容量可恢复90％以上并且不起火、不爆炸；持续充电至5V电池不爆炸、不起火的优异性
能。
附图说明
[0016]图1为实施例2恒压充电曲线；
[0017]图2为实施例2的循环充电电压曲线；
[0018]图3为实施例3的循环充电电压曲线；
[0019]图4为实施例4充放电曲线图；
[0020]图5为实施例4循环测试曲线图；
[0021]图6为实施例4循环充电电压曲线图；
[0022]图7为实施例4的强制放电曲线图；
[0023]图8为实施例4的充电5V曲线图一；
[0024]图9为实施例4的充电5V曲线图二；
[0025]图10为实施例4充电5V曲线图三；
[0026]图11为实施例4的强制5V放电曲线图、充电5V曲线图、放电后充电曲线图、放电曲线图(图中从上至下的曲线顺序)。
具体实施方式
[0027]以下以具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0028]以下实施例中活性物质为：镍铁锰酸钠，其物理性能如下表：
[0029][0030]以下涉及的搅拌采用的是搅拌机，公转是搅拌机里面搅拌桨速度，分散是搅拌机里面分散盘速度。
[0031]实施例1
[0032]一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片的制备方法，采用粘结剂和溶剂配制胶液，依序将导电剂和活性物质加入胶液中，混合均匀，加入溶剂调节粘度，制得浆料，将浆料涂布于集流体上，碾压、分切和制片，制得阳极片。
[0033]所述活性物质为镍铁锰酸钠。所述粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF)，溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)。所述导电剂为导电碳黑(Super
‑
P)和导电石墨(KS
‑
6)。所述浆料的固含量为67wt％。所述活性物质：PVDF：Super
‑
P：KS
‑
6＝95.76％：1.74％：2.5％:0.5％(质量百分比)。
[0034]混料完成浆料通过自动上料系统进料口转入储料罐内进行搅拌储存，从出料口将浆料自动打人涂布机头，涂布机头料槽内装有液面感应器，当料槽内浆料液面低于感应器感应位置就自动加入浆料至感应器能感应到的位置。该实施例装入上料系统储料罐内到涂
布用完时间未进行控制；当天配置胶液当天将导电剂和锰酸钠进行混料，第二天进行涂布，在第二天准备将混料完成的浆料取出涂布时发现浆料严重吸水，浆料呈果冻状态，再次加入NMP进行调节，将浆料粘度调节至工艺范围内再将浆料取出进入涂布工序。配料湿度57％，涂布湿度46％。
[0035]发现：浆料出现严重吸水，阳极片在涂布工序就已经无法制作。
[0036]所述配制胶液具体为：加入PVDF和NMP，进行低速搅拌：公转15r/min，分散880r/min，搅拌15min，然后进行高速搅拌，公转45r/min，分散1550r/min，搅拌180min；
[0037]所述混料具体为：加入Super
‑
P与KS
‑
6，进行低速搅拌：公转15r/min，分散880r/min，搅拌15min，然后进行高速搅拌，公转45r/min，分散1550r/min，搅拌60min；
[0038]加入镍铁锰酸钠和NMP，进行低速搅拌：公转15r/min，分散880r/min，搅拌15min，然后进行高速搅拌，公转45r/min，分散1550r/min，搅拌180min；
[0039]所述调节粘度至6500cps，若粘度在6000
‑
8500之间为合格，粘度若高于标准则需要加入NMP进行调节粘度(公转45r/min，分散1550r/min，搅拌40min)，若在范围内之间进行下一步。
[0040]实施例2
[0041]一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片的制备方法，采用粘结剂和溶剂配制胶液，依序将导电剂和活性物质加入胶液中，混合均匀，加入溶剂调节粘度，制得浆料，将浆料涂布于集流体上，碾压、分切和制片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片的制备方法，其特征在于，在湿度≤30％的环境下，采用粘结剂和溶剂配制胶液，依序将导电剂和活性物质加入胶液中，混合均匀，加入溶剂调节粘度，制得浆料，将浆料涂布于集流体上，碾压、分切和制片，制得阳极片。2.根据权利要求1所述的一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片的制备方法，其特征在于，所述混合步骤与涂布步骤的间隔时间控制在60min之内，所述分切和制片的间隔时间控制在1
‑
5h之内。3.根据权利要求1所述的一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片的制备方法，其特征在于，所述活性物质为镍铁锰酸钠。4.根据权利要求1所述的一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片的制备方法，其特征在于，所述导电剂为质量比3
‑
5:1的导电碳黑和导电石墨。5.根据权利要求1所述的一种14500钢壳圆柱钠离子电池阳极片的制备方法，其特征在于，所述浆料的固含量为60
‑
70wt％。6.根据权利要求1所述的一种1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴孝飞，施小仪，
申请(专利权)人：吴孝飞施小仪，
类型：发明
国别省市：