一种钠离子电池正极片及其制备方法及钠离子电池技术

本发明专利技术属于钠离子电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池正极片及其制备方法及钠离子电池。该钠离子电池正极片的制备采用甲酸钠，同时加入导电剂与粘结剂以一定的重量比调配成正极补钠剂后，研磨至粒径D50≤1000μm，以甲酸钠作为正极补钠剂，其均匀分散在正极材料中，不会对结构产生破坏，能够和正极主粉粒径适配，碾压不会引起断带；并通过优化导电剂粘结剂的配比，可以显著降低甲酸钠的氧化电位，使其在4.5V以下，能够在钠电池电压范围内反应贡献容量；此外，选用克容量高的甲酸钠材料，其还原性强，容易失电子释放钠离子，少量添加也能起到很好的补钠效果，可以明显提升钠离子电池的首效。池的首效。池的首效。

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池正极片及其制备方法及钠离子电池


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，尤其涉及一种钠离子电池正极片及其制备方法及钠离子电池。

技术介绍

[0002]在电化学储能领域，锂离子电池应用较为广泛，其具有较高的能量密度，但安全性能不足，随着新能源汽车的发展，对电池的安全性越来越重视，钠离子电池由于较高的安全性近些年来得到了电池厂商的重视，钠离子电池与锂离子电池工作原理相似，也是一种二次电池，且钠资源分布广泛，成本低，能够很好地替代和补充锂资源受限的锂离子电池，但目前钠离子电池由于钠离子半径较大，且负极一般采用层间距较大的硬碳材料，电池首效较低。
[0003]钠离子电池首效是指钠离子电池制作完成后，第一圈放电容量除以第一圈充电容量，目前钠离子电池首效一般＜85％，低于锂离子电池＞90％的水平，这是因为目前的硬碳材料相对于锂电池常用的石墨材料来看，其比表面积大一倍左右，从而导致全电池化成负极表面形成SEI膜时消耗更多的活性钠离子，电池首效降低。
[0004]因此，由于成膜导致钠离子的缺失，进而影响电池首效的问题正有待解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：提供一种钠离子电池正极片及其制备方法，该方法操作简单，可控性好，可批量生产，明显提高了补钠效果，有效解决了钠离子电池首效低的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]根据本申请的一方面，本申请提供一种钠离子电池正极片的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后，再将甲酸钠、导电剂和粘结剂以(70
‑
100％)：(0
‑
30％)：(0
‑
30％)的重量比混合均匀，研磨至粒径D50≤1000μm，得到正极补钠剂；
[0009]S2、将正极补钠剂与正极主粉按(1％～20％)：(80％～99％)的重量比混合得到正极复合物，再加入导电剂和粘结剂混合制备得到正极浆料；
[0010]S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的至少一表面，即制得钠离子电池正极片。
[0011]优选的，步骤S2中，所述正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为(90～99)：(0.5～10):(0.5～10)。
[0012]优选的，步骤S1中，所述正极补钠剂的氧化电位为E，其中，0.1＜E＜4.5。
[0013]优选的，步骤S1中，所述甲酸钠的pH值为7
‑
9。
[0014]优选的，步骤S2中，所述正极主粉为层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝及普鲁士白、有机正极材料中的至少一种。
[0015]优选的，步骤S1或步骤S2中，所述粘结剂为含氟树脂类、纤维性类、聚氨酯类、聚丙烯酸类、橡胶类、海藻酸钠类、聚丙烯酸酯类、聚酰亚胺类中的至少一种；
[0016]所述导电剂为SuperP、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、纳米碳纤维、炭黑中的至少一种。
[0017]优选的，步骤S1中，所述甲酸钠的克容量≥300mAh/g。
[0018]优选的，步骤S1中，所述甲酸钠的粒径D50为0.1～1000μm。
[0019]根据本申请的另一方面，本申请提供一种钠离子电池正极片，由前文任一段所述的钠离子电池正极片的制备方法制得。
[0020]根据本申请的又一方面，本申请提供一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔离膜以及电解液，所述正极片为前文所述的钠离子电池正极片。
[0021]相比于现有技术，本申请提供的技术方案至少可以达到以下有益效果：
[0022]1)本专利技术采用中性的甲酸钠，减轻主粉碱性中和的压力，同时加入导电剂与粘结剂，并以一定的重量比调配成正极补钠剂后，研磨至粒径D50≤1000μm，能够和正极主材料粒径适配，碾压不会引起断带；通过优化导电剂粘结剂的配比，可以显著降低甲酸钠的氧化电位，氧化电位在4.5V以下，能够在钠电池电压范围内反应贡献容量。
[0023]2)本专利技术选用克容量≥300mAh/g的甲酸钠材料，加上其还原性强，容易失电子释放钠离子，少量添加也能起到很好的补钠效果，明显提升电池的首效。
[0024]3)本专利技术选用甲酸钠作为正极补钠剂，其反应后生成二氧化碳，均匀分散在正极材料中，不会对结构产生破坏。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026]图1为本申请实施例9的充电比容量曲线图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]根据本申请的一方面，本申请提供一种钠离子电池正极的制备方法，包括：
[0029]S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后，再将甲酸钠、导电剂和粘结剂以(70
‑
100％)：(0
‑
30％)：(0
‑
30％)的重量比混合均匀；其中，上述各组分配比可以根据性能需求进行调配，例如可以为90％：10％：5％、88％：15％：8％、94％：8％：5％、80％：18％：10％或75％：25％：15％，研磨至粒径D50≤1000μm，得到正极补钠剂，例如可以为，800μm、600μm、400μm、200μm、100μm、50μm、10μm；
[0030]S2、将正极补钠剂与正极主粉按(1％～20％)：(80％～99％)的重量比混合得到正极复合物，再加入导电剂和粘结剂混合制备得到正极浆料；优选的，正极补钠剂与正极主粉按3％:97％的重量比配置时，电池首效明显提升；
[0031]S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的至少一表面，即制得钠离子电池正极片。
[0032]添加以甲酸钠作为正极补钠剂，可以弥补电池在形成SEI膜或其它不可逆副反应消耗的活性钠离子，提高电池的首效，容量和能量密度，并且有助于形成致密、电化学稳定、耐高温且离子电导率高的SEI膜，相比于2
‑
噻吩甲酸钠作为补钠剂来看，其不含有硫元素，反应不会产生残留，不影响电池性能；且正极补钠剂通过反复研磨，降低材料粒径，适配正极材料粒径，降低加工性能下降的风险。
[0033]在根据本申请的一实施例中，步骤S2中，所述正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为(90～99)：(0.5～10):(0.5～10)；通过优化导电剂粘结剂的配比，可以显著降低甲酸钠的氧化电位，能够在钠电池电压范围内反应贡献容量；优选的，所述正极复合物、导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后，再将甲酸钠、导电剂和粘结剂以(70
‑
100％)：(0
‑
30％)：(0
‑
30％)的重量比混合均匀，研磨至粒径D50≤1000μm，得到正极补钠剂；S2、将正极补钠剂与正极主粉按(1％～20％)：(80％～99％)的重量比混合得到正极复合物，再加入导电剂和粘结剂混合制备得到正极浆料；S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的至少一表面，即制得钠离子电池正极片。2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为(90～99)：(0.5～10):(0.5～10)。3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述正极补钠剂的氧化电位为E，其中，0.1＜E＜4.5V。4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述甲酸钠的pH值为7
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【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，尚佩，吴志荣，莫雪丽，杨贵芳，
申请(专利权)人：上海扬广科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：