一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及钠离子电池制备技术领域，公开了一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法，在组合电芯的制作过程中，首先将正极片、负极片以及含高分子聚合单体的PE/PP/PE膜按一定顺序堆叠在一起，经热压聚合成为块单元，按一定顺序，将多个块单元和含高聚物的PE/PP/PE膜组合成裸电芯，放入铝塑膜外壳中，加注含有高分子聚合单体的电解液，进行封口化成，之后进行热压固化成型，最终形成热聚合准固态钠离子电池。采用本发明专利技术方法，经过多次固化，可以最大程度的减少了液体电解液用量，解决了钠离子电池气胀、电解液泄露等带来的安全问题，同时增强电池的整体钢性强度，降低了正负极界面的欧姆阻抗，缩短了离子迁移路径，提高了钠离子电池充放电效率和循环性能。充放电效率和循环性能。充放电效率和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法


[0001]本专利技术涉及钠离子电池制备
，具体地说，涉及一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法。

技术介绍

[0002]自从锂离子电池产业化以来，锂离子电池在3C数码、新能源汽车、储能、军工等各领域得到了广泛应用，随着市场需求不断增大，地壳中含量仅0.01％且分布不均的锂资源日益馈乏，从而进一步推高了锂离子电池相关材料价格和锂离子电池的价格，终将严重阻碍了锂电池更广更深的发展和应用。而同簇的钠离子在地壳中含量丰富，成本低廉，电化学反应机理、生产工艺与锂离子电池相似，是代替锂离子电池的首选。
[0003]在公开专利号为CN113659143A中提供了一种钠离子电池负极材料的制备方法及负极材料，及钠离子电池。其中，钠离子电池负极材料的制备方法，包括：(1)水热反应将苯二胺、单宁酸和氧化石墨烯于水中搅拌均匀后，转入反应釜中进行水热反应得复合物；(2)碳化反应将复合物于400～700℃的碳化炉中进行碳化。本专利技术的制备方法中，苯二胺和单宁酸经碳化后可于石墨烯的基础上形成硬碳材料，提供更多的离子扩散通道，提升大倍率充放电性能。苯二胺和单宁酸可对形成的石墨烯复合材料进行杂元素掺杂，以增加材料的部分活性位点，提高整体材料容量。而且，掺杂N和O且碳化的石墨烯复合材料也具有较高的导电性，于制备成负极片时，可减少导电剂的加入，从而降低电池制造成本。
[0004]近几年，新型二次电池——钠离子电池，倍受国内外科研院所、高校及电池行业等研究工作者青睐，在钠离子电池的正极材料、负极材料、电解液及生产工艺等方面都有了较深研究和发展。然而钠离子电池目前采用的是液态电解液，不能很好的解决电池气胀、电解液泄露等带来的安全问题。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法，皆在解决钠离子电池气胀、电解液泄露等带来的安全问题，同时增强电池的整体钢性强度，降低了正负极界面的欧姆阻抗，缩短了离子迁移路径，提高了钠离子电池充放电效率和循环性能。
[0007](二)技术方案
[0008]本为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1、正极片的制备，由钠离子正极活性材料、导电剂CNTs、粘接剂聚偏氟乙烯PVDF、溶剂NMP共混，涂布在12
‑
20μm铝箔上，经辊压、分切而成；
[0010]S2、负极片的制备，由生物质为前驱体的硬炭材料、导电剂CNTs、丙烯酸多元共聚胶粘剂共混，涂布在12
‑
20μm铝箔上，经辊压、分切而成；；
[0011]S3、将多个正极片、多个负极片间隔依次排序，层与层之间用隔膜进行隔离，隔膜按“Z”字型折叠，之后在一定参数条件下，进行热压聚合成多个单元块；
[0012]S4，将多个单元块用隔膜进行隔离，组装成裸电芯，并进行热压固化，在经过固化后裸电芯上的相应位置焊接上正负极耳，之后放入铝塑复合膜外壳内进行封装，并将封装后电芯进行干燥后，向封装外壳内注入含有热聚合高分子单体的电解液，然后依次经过高温隔置、化成、分容、二次热压固化、二封成型后完成热聚合类固态电池的制备。
[0013]作为优选方案，所述钠离子正极活性材料是层状氧化物锰铜酸钠、聚阴离子磷酸钒钠或普鲁士蓝中的一种。
[0014]作为优选方案，所述隔膜是在含孔率为40％
‑
60％、厚度9
‑
20μm的PE/PP/PE微孔复合隔膜上涂敷聚氧乙烯PEO或偏氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物PVDF
‑
HFP溶胶，经过烘干、成卷而成。
[0015]作为优选方案，所述含有热聚合高分子单体的电解液的电解质是由高氯酸钠NaClO4、六氟磷酸钠NaPF6、双氟磺酰来胺钠NaFSI中的一种，与有剂溶剂碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸二乙酯DEC、二甲基亚砜DMSO等其中的一种或多种进行混合，之后加入热聚合高分子单体和固化剂进行再次混合。
[0016]作为优选方案，所述热聚合高分子单体为季戊四醇丙烯酸酯PETA、聚乙二醇400二甲基丙烯酸酯PEG400MA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚氧化乙烯等中的一种或多种。
[0017]作为优选方案，所述固化剂为偶氮二异丁腈AIBN、过氧化苯甲酰BPO中的一种或多种。
[0018]作为优选方案，所述单元块的正负极片总层数不超过5层。
[0019]作为优选方案，所述热压聚合参数是，温度为60℃至105℃，压力值为0.5MPa至1.5MPa，热聚合时间为1
‑
5min。
[0020](三)有益效果
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供了一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法，具备以下有益效果：
[0022]该热聚合准固态钠离子电池的制备方法，在组合电芯的制作过程中，首先将正极片、负极片以及含高分子聚合单体的PE/PP/PE膜按一定顺序堆叠在一起，经热压聚合成为块单元，按一定顺序，将多个块单元和含高聚物的PE/PP/PE膜组合成裸电芯，放入铝塑膜外壳中，加注含有高分子聚合单体的电解液，进行封口化成，之后进行热压固化成型，最终形成热聚合准固态钠离子电池。采用本专利技术方法，经过多次固化，可以最大程度的减少了液体电解液用量，解决了钠离子电池气胀、电解液泄露等带来的安全问题，同时增强电池的整体钢性强度，降低了正负极界面的欧姆阻抗，缩短了离子迁移路径，提高了钠离子电池充放电效率和循环性能。
附图说明
[0023]图1为本专利技术单元块A示意图；
[0024]图2为本专利技术单元块B示意图。
[0025]图中：1、负极片；2、正极片；3、隔膜。
具体实施方式
[0026]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，对本专利技术一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法做进一步详细的描述。
[0027]请参阅图1和图2，本专利技术：一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法，包括以下步骤：
[0028]S1、正极片的制备，由钠离子正极活性材料、导电剂CNTs、粘接剂聚偏氟乙烯PVDF、溶剂NMP共混，涂布在12
‑
20μm铝箔上，经辊压、分切而成；
[0029]S2、负极片的制备，由生物质为前驱体的硬炭材料、导电剂CNTs、丙烯酸多元共聚胶粘剂共混，涂布在12
‑
20μm铝箔上，经辊压、分切而成；；
[0030]S3、将多个正极片、多个负极片间隔依次排序，层与层之间用隔膜进行隔离，隔膜按“Z”字型折叠，之后在一定参数条件下，进行热压聚合成多个单元块；
[0031]S4，将多个单元块用隔膜进行隔离，组装成裸电芯，并进行热压固化，在经过固化后裸电芯上的相应位置焊接上正负极耳，之后放入铝塑复合膜外壳内进行封装，并将封装后电芯进行干燥后，向封装外壳内注入含有热聚合高分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、正极片的制备，由钠离子正极活性材料、导电剂CNTs、粘接剂聚偏氟乙烯PVDF、溶剂NMP共混，涂布在12
‑
20μm铝箔上，经辊压、分切而成；S2、负极片的制备，由生物质为前驱体的硬炭材料、导电剂CNTs、丙烯酸多元共聚胶粘剂共混，涂布在12
‑
20μm铝箔上，经辊压、分切而成；；S3、将多个正极片、多个负极片间隔依次排序，层与层之间用隔膜进行隔离，隔膜按“Z”字型折叠，之后在一定参数条件下，进行热压聚合成多个单元块；S4，将多个单元块用隔膜进行隔离，组装成裸电芯，并进行热压固化，在经过固化后裸电芯上的相应位置焊接上正负极耳，之后放入铝塑复合膜外壳内进行封装，并将封装后电芯进行干燥后，向封装外壳内注入含有热聚合高分子单体的电解液，然后依次经过高温隔置、化成、分容、二次热压固化、二封成型后完成热聚合类固态电池的制备。2.根据权利要求1所述的一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法，其特征在于：所述S1中钠离子正极活性材料是层状氧化物锰铜酸钠、聚阴离子磷酸钒钠或普鲁士蓝中的一种。3.根据权利要求1所述的一种热聚合准固态钠离子电池的制备方法，其特征在于：所述隔膜是在含孔率为40％
‑
60％、厚度9
‑
20μm的PE/PP/...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文云，
申请(专利权)人：志进北京新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：