一种补钠剂及其制备方法、正极材料以及钠离子电池技术

本发明专利技术公开一种补钠剂及其制备方法、正极材料以及钠离子电池，所述补钠剂包括乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠以及导电剂，在补充钠离子的同时，具有良好的导电性和溶解性，将补钠剂加入钠离子电池的正极材料和负极材料中，能够提高钠离子电池的循环性能，延长钠离子电池的使用寿命。本发明专利技术的补钠剂的制备方法，包括以下步骤：将乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠和所述导电剂与溶剂混合，超声处理，搅拌混合，制得补钠剂溶液，方法简单，易操作，生产成本低。生产成本低。生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种补钠剂及其制备方法、正极材料以及钠离子电池


[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，特别涉及一种补钠剂及其制备方法、正极材料以及钠离子电池。

技术介绍

[0002]钠离子电池由于钠资源有丰富的储量，其相较于锂离子电池有更大的成本优势，具有良好的发展前景，越来越受到关注。目前，钠离子电池中，负极表面形成SEI膜需要大量的钠离子，会使钠离子产生不可逆损耗，导致钠离子电池的体积能量密度较低，影响钠离子电池的循环性能和使用寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提出一种补钠剂及其制备方法、正极材料以及钠离子电池，旨在解决现有钠离子电池钠离子不足，导致钠离子电池的体积能量密度较低，影响钠离子电池的循环性能和使用寿命的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出一种补钠剂，包括乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠以及导电剂。
[0005]可选地，乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠和所述导电剂的质量比为(1～2)：(1～2)：(6～8)。
[0006]可选地，所述导电剂包括导电炭黑、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。
[0007]本专利技术还提出一种补钠剂的制备方法，包括以下步骤：将乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠和导电剂与溶剂混合，超声处理，搅拌混合，制得补钠剂溶液。
[0008]可选地，所述溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；和/或，
[0009]所述超声处理的温度为10℃～100℃；和/或，
[0010]所述超声处理的频率为20kHz～50000kHz；和/或，
[0011]所述超声处理的时间为10min～20min；和/或，
[0012]所述搅拌混合的温度为10℃～100℃；和/或，
[0013]所述搅拌混合的时间为30min～150min；和/或，
[0014]所述补钠剂溶液的浓度为5％～50％。
[0015]本专利技术还提出一种正极材料，包括正极活性物质、正极导电添加剂、粘接剂、以及所述补钠剂或者所述补钠剂溶液，所述补钠剂包括乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠以及导电剂。
[0016]可选地，所述正极活性物质、所述正极导电添加剂、所述粘接剂和所述补钠剂溶液的质量比为(8.0～9.5)：(0.25～1.0)：(0.125～0.5)：(0.125～0.5)；和/或，
[0017]所述补钠剂溶液的溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；和/或，
[0018]所述补钠剂溶液的浓度为5％～50％；和/或，
[0019]所述正极活性物质包括镍铁锰酸钠三元正极材料；和/或，
[0020]所述正极导电添加剂包括碳黑；和/或，
[0021]所述粘接剂包括聚偏二氟乙烯。
[0022]本专利技术还提出一种钠离子电池，包括所述正极材料，所述正极材料包括正极活性物质、正极导电添加剂、粘接剂、以及所述补钠剂，所述补钠剂包括乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠以及导电剂。
[0023]可选地，还包括负极材料，所述负极材料包括硬碳、碳黑、丁苯橡胶、以及羧甲基纤维素，其中，硬碳、碳黑、丁苯橡胶和羧甲基纤维素的质量比为(9.0～9.5)：(0.25～0.4)：(0.125～0.3)：(0.125～0.3)。
[0024]可选地，所述钠离子电池的负极容量与正极容量的比值为1.0～1.3。
[0025]本专利技术提出一种补钠剂，以乙二胺四乙酸四钠和二乙三胺五乙酸钠两种钠盐作为补钠成分，具有理论比容量高(>300mAh/g)，放电电压适宜(≤4V)，成本低的优点，且产生的副产物(二氧化碳)易去除，与导电剂混合，能够使制得的补钠剂在补充钠离子的同时，具有良好的导电性和溶解性，将所述补钠剂加入钠离子电池的正极材料和负极材料中，能够提高钠离子电池的循环性能，延长钠离子电池的使用寿命。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术的实施例9和对比例4制得的钠离子电池的循环曲线示意图。
[0028]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。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。
[0030]钠离子电池由于钠资源有丰富的储量，其相较于锂离子电池有更大的成本优势，具有良好的发展前景，越来越受到关注。目前，钠离子电池中，负极表面形成SEI膜需要大量的钠离子，会使钠离子产生不可逆损耗，导致钠离子电池的体积能量密度较低，进而影响钠离子电池的循环性能和使用寿命。
[0031]鉴于此，本专利技术提供一种补钠剂及其制备方法、正极材料以及钠离子电池，能够提
高钠离子电池的循环性能，延长钠离子电池的使用寿命。图1为本专利技术的实施例9和对比例4制得的钠离子电池的循环曲线示意图。
[0032]本专利技术的实施例中，所述补钠剂包括乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠以及导电剂。
[0033]本专利技术的技术方案中，以乙二胺四乙酸四钠和二乙三胺五乙酸钠两种钠盐作为补钠成分，具有理论比容量高(>300mAh/g)，放电电压适宜(≤4V)，成本低的优点，且产生的副产物(二氧化碳)易去除，与导电剂混合，能够使制得的补钠剂在补充钠离子的同时，具有良好的导电性和溶解性，将所述补钠剂加入钠离子电池的正极材料和负极材料中，能够提高钠离子电池的循环性能，延长钠离子电池的使用寿命。
[0034]可以理解的是，本专利技术的所述补钠剂既可用于正极材料中，也可用于负极材料中。进一步地，乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠和所述导电剂的质量比为(1～2)：(1～2)：(6～8)。例如，乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠和所述导电剂的质量比可以为1：1：6，1.5：1.5：7，2：2：8，2：2：6，等，乙二胺四乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种补钠剂，其特征在于，包括乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠以及导电剂。2.如权利要求1所述的补钠剂，其特征在于，乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠和所述导电剂的质量比为(1～2)：(1～2)：(6～8)。3.如权利要求1所述的补钠剂，其特征在于，所述导电剂包括导电炭黑、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。4.一种如权利要求1～3任意一项所述的补钠剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将乙二胺四乙酸四钠、二乙三胺五乙酸钠和导电剂与溶剂混合，超声处理，搅拌混合，制得补钠剂溶液。5.如权利要求4所述的补钠剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺
、
N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；和/或，所述超声处理的温度为10℃～100℃；和/或，所述超声处理的频率为20kHz～50000kHz；和/或，所述超声处理的时间为10min～20min；和/或，所述搅拌混合的温度为10℃～100℃；和/或，所述搅拌混合的时间为30min～150min；和/或，所述补钠剂溶液的浓度为5％～50％。6.一种正极材料，其特征在于，包括正极活性物质、正极导电添加剂、粘接剂、以及，如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐家樑，林新丽，吕江英，
申请(专利权)人：深圳盘古钠电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：