本发明专利技术提供了一种钠离子电池正极浆料及其匀浆方法与应用，所述匀浆方法包括如下步骤：将粘结剂溶解在溶剂中，得到粘结剂胶液；混合抑制剂、分散剂、导电剂和所述粘结剂胶液，得到导电浆液；将钠离子电池正极材料分次加入所述导电浆液中，得到所述钠离子电池正极浆料；所述钠离子电池正极材料分次加入的量依次减少。本发明专利技术通过优化浆料制备工艺，提升了浆料的分散性，从而提升了制备出电池的电化学性能，同时匀浆过程中通过抑制剂的作用，改善了浆料流动性，抑制了高碱度浆料的凝胶化。抑制了高碱度浆料的凝胶化。抑制了高碱度浆料的凝胶化。
【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池正极浆料及其匀浆方法与应用
[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种钠离子电池正极浆料及其匀浆方法与应用。
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、原材料价格攀升和回收困难等问题，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，因此，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，在正极浆料匀浆过程中正极材料易吸水受潮，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。
[0004]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，造成匀浆过程中正极活性材料颗粒间发生团聚，影响钠离子电池性能。
[0005]现有技术中通过分步匀浆，先将正极活性物质和导电剂预混，再与溶剂和粘结剂等混合，在高转速和加热条件下混合，得到第一浆料，将所述第一浆料进行过滤后，再使用高速分散机进行分散，同样在高速和加热条件下进行，得到第二浆料，将第二浆料再进行真空分散得到成品浆料，上述匀浆方法通过优化浆料制备工艺，提升了浆料的分散效果好，但是条件要求高，工艺复杂，匀浆的时间久，使生产效率降低，不宜大规模生产。
[0006]基于以上研究，需要提供一种钠离子电池正极材料的匀浆方法，所述匀浆方法工艺简单，可操作性强，能解决钠离子电池正极材料在匀浆过程中易受潮形成果冻状凝胶，以及导分散性差的问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种钠离子电池正极浆料及其匀浆方法与应用，所述匀浆过程中通过抑制剂的作用，改善了浆料流动性，抑制了高碱度浆料的凝胶化，同时通过优化浆料制备工艺，提升了浆料的分散性和生产效率，从而提升了制备出电池的电化学性能。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种钠离子电池正极浆料的匀浆方法，所述匀浆方法包括如下步骤：
[0010](1)将粘结剂溶解在溶剂中，得到粘结剂胶液；
[0011](2)混合抑制剂、分散剂、导电剂和步骤(1)所述粘结剂胶液，得到导电浆液；
[0012](3)将钠离子电池正极材料分次加入步骤(2)所述导电浆液中，得到所述钠离子电池正极浆料；
[0013]所述钠离子电池正极材料分次加入的量依次减少。
[0014]本专利技术优化了匀浆工艺，一方面，最后添加正极材料，并分次加入，加入的量依次减少，来配合初始浆料由于其固含量低，剪切力大，可分散较多正极材料的优势，随着正极材料的加入固含逐渐提升，故剪切力也相应下降，因此，分次加入的量依次减少，来搭配浆料的固含量和剪切力，避免颗粒团聚；另一方面，首先制备粘结剂胶液，再与分散剂、导电剂和抑制剂混合，避免直接混合时粘结剂接触溶剂成团包覆分散剂、抑制剂和导电剂的问题，由于包覆后使分散剂等物质无法接触到溶剂，因此，浆料的分散性会变差，颗粒易团聚，本专利技术能够通过先制备粘结剂胶液的方式避免此问题，进一步提升了浆料的分散性和电池的性能。
[0015]本专利技术通过在正极材料匀浆过程中添加抑制剂，来中和正极材料残余的碱性物质，避免了在匀浆过程中浆料粘度增加，残碱的存在腐蚀粘结剂，还会吸水使浆料形成果冻状凝胶，导致涂布困难，极片面密度不均匀的问题。
[0016]优选地，步骤(1)所述粘结剂胶液的粘度为2000
‑
3500mPas，例如可以是2000mPas、2200mPas、2400mPas、2600mPas、2800mPas、3000mPas、3200mPas、3400mPas或3500mPas，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]为了保证浆料的分散性，本专利技术所述粘结剂胶液的粘度应在合理范围内，来保证浆料的分散性；当粘结剂胶液的粘度过高时，易在搅拌桨上产生结块，导致浆料分散不均匀；当粘结剂胶液的粘度过低时，会导致胶液的剪切力不够，同样会影响浆料的分散性。
[0018]优选地，步骤(1)所述溶剂包括但不限于N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0019]优选地，步骤(1)所述粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯。
[0020]优选地，步骤(2)所述混合抑制剂、分散剂、导电剂和步骤(1)所述粘结剂胶液包括：将抑制剂加入步骤(1)所述粘结剂胶液中，进行一次混合，再添加分散剂，进行二次混合，最后加入导电剂，进行三次混合，得到步骤(2)所述导电浆液。
[0021]优选地，所述三次混合的搅拌速度大于一次混合和二次混合的搅拌速度。
[0022]优选地，所述三次混合的分散速度大于一次混合和二次混合的分散速度。
[0023]优选地，所述三次混合的时间大于一次混合和二次混合的时间。
[0024]本专利技术所述抑制剂、分散剂、导电剂和步骤(1)所述粘结剂胶液混合时分步混合，能保证每种物质均能有效接触溶剂，保证每种物质的分散性，且最后将导电剂分散，一方面，由于导电剂粒径较小易团聚，较难分散，在添加完抑制剂和分散剂后再添加导电剂有利于提升分散效果，另一方面，导电剂分散时采用较大的搅拌速度、较大的分散速度和较长的分散时间，能够进一步提升导电剂的分散性，避免导电剂的团聚，同时能将抑制剂进一步分散。
[0025]优选地，所述三次混合的时间为60
‑
300min，例如可以是60min、100min、150min、200min、250min或300min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，所述三次混合的搅拌速度为15
‑
55rpm，例如可以是15rpm、20rpm、25rpm、
30rpm、40rpm、45rpm、50rpm或55rpm，分散速度为2000
‑
4000rpm，例如可以是2000rpm、2500rpm、3000rpm、3500rpm或4000rpm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，所述一次混合和二次混合的时间分别独立地为5
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30min，例如可以是5min、10min、15min、20min、25min或30min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0028]优选地，所述一次混合和二次混合的搅拌速度分别独立地为5...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极浆料的匀浆方法，其特征在于，所述匀浆方法包括如下步骤：(1)将粘结剂溶解在溶剂中，得到粘结剂胶液；(2)混合抑制剂、分散剂、导电剂和步骤(1)所述粘结剂胶液，得到导电浆液；(3)将钠离子电池正极材料分次加入步骤(2)所述导电浆液中，得到所述钠离子电池正极浆料；所述钠离子电池正极材料分次加入的量依次减少。2.根据权利要求1所述的匀浆方法，其特征在于，步骤(1)所述粘结剂胶液的粘度为2000
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3500mPas；优选地，步骤(2)所述混合抑制剂、分散剂、导电剂和步骤(1)所述粘结剂胶液包括：将抑制剂加入步骤(1)所述粘结剂胶液中，进行一次混合，再添加分散剂，进行二次混合，最后加入导电剂，进行三次混合，得到步骤(2)所述导电浆液。3.根据权利要求2所述的匀浆方法，其特征在于，所述三次混合的搅拌速度大于一次混合和二次混合的搅拌速度；优选地，所述三次混合的分散速度大于一次混合和二次混合的分散速度；优选地，所述三次混合的时间大于一次混合和二次混合的时间。4.根据权利要求2或3所述的匀浆方法，其特征在于，所述三次混合的时间为60
‑
300min；优选地，所述三次混合的搅拌速度为15
‑
55rpm，分散速度为2000
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4000rpm；优选地，所述一次混合和二次混合的时间分别独立地为5
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30min；优选地，所述一次混合和二次混合的搅拌速度分别独立地为5
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40rpm，分散速度分别独立地为1000
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3000rpm；优选地，步骤(2)所述抑制剂包括草酸、苹果酸、葡萄糖酸或月桂酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(2)所述抑制剂的添加量为钠离子电池正极材料含量的0.1
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1wt％。5.根据权利要求1
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4任一项所述的匀浆方法，其特征在于，步骤(3)所述分次加入时，每次加入钠离子电池正极材料后均进行混合；优选地，步骤(3)所述钠离子电池正极材料分次加入的分散速度和搅拌速度依次增大；优选地，步骤(3)所述分次加入的次数为2
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5次；优选地，所述每次加入钠离子电池正极材料后均进行混合，混合的搅拌速度为5
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40rpm，分散速度为1000
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3000rpm，时间为60
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300min。6.根据权利要求1
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5任一项所述的匀浆方法，其特征在于，步骤(3)所述钠离子电池正极材料包...
【专利技术属性】
技术研发人员：许文成，高杰，吴志隆，彭燕秋，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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