一种负极补钠试剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种负极补钠试剂及其制备方法与应用，所述制备方法的步骤包括：于惰性气体氛围中，将金属钠加热至液态后，分散至酯类化合物液体中，冷却至

【技术实现步骤摘要】
一种负极补钠试剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，尤其涉及一种负极补钠试剂及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]目前，钠离子电池的负极材料主要使用硬碳，其具有较高的储钠比容量
、
较低的储钠电位和优异的循环稳定性，是最具有应用前景的钠离子电池负极材料
。
钠离子电池在首周充电时，负极表面形成的
SEI
膜会消耗一部分从正极脱出的钠离子，降低电池的可逆容量
。
通过补钠技术，可增加电池首周可逆容量，提高电池比能量，改善电池的循环性能
。
目前主流的方法有负极预钠化和正极富钠化
。
[0003]专利
CN106410120A
涉及一种向锂离子电池极片补锂的方法，制备具有核壳结构的锂胶粒，壳层材料为橡胶和
/
或树脂，核层材料为金属锂，金属锂包覆于壳层材料的内部形成锂胶粒
。
但是，其壳层材料为聚苯胺
、
聚吡咯
、
聚噻吩等高分子材料，于电解液中溶解会增加电解液粘度，降低离子电导率
。
因此，需要以小分子材料
(
例如酯类化合物等
)
作为壳层，最优其自身即为电解液的溶剂组成，以降低对电解液电性能的影响，亟需一种负极补钠试剂及其制备方法与应用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中通过添加钠单质实现负极材料预钠化，从而导致电池生产成本增加，生产效率降低的问题，提供一种负极补钠试剂及其制备方法与应用
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0006]本专利技术的第一方面是提供一种负极补钠试剂的制备方法，步骤包括：
[0007]于惰性气体氛围中，将金属钠加热至液态后，分散至酯类化合物液体中，冷却至
25℃
以下后，所得酯类化合物包裹金属钠的微球，即为所述负极补钠试剂
。
[0008]优选地，所述酯类化合物为碳酸乙烯酯
。
[0009]优选地，所述分散为喷雾分散或
/
和搅拌分散
。
[0010]其中，喷雾分散能够获得粒径更小的金属钠颗粒，但金属钠的质量比较低
。
[0011]其中，搅拌分散获得的金属钠颗粒的粒径较大，但金属钠的质量比较高
。
[0012]优选地，所述冷却为喷雾冷却
。
[0013]其中，喷雾冷却能够获得内部为金属钠颗粒，外部包裹有酯类化合物的，具有核壳结构的微球
。
[0014]本专利技术的第二方面是提供一种负极补钠试剂，由如前所述制备方法制得，所述负极补钠试剂中金属钠的质量分数为2％
‑
20
％
。
[0015]本专利技术的第三方面是提供一种预钠化的负极极片，所述负极极片中包括如前所述负极补钠试剂
。
[0016]本专利技术的第四方面是提供一种预钠化的负极极片的制备方法，步骤包括：
[0017]于负极极片的表面涂覆如前所述负极补钠试剂后，通过辊压将所述负极补钠试剂压入所述负极极片中，即得所述预钠化的负极极片
。
[0018]优选地，所述负极补钠试剂的涂覆量为所述负极极片的面密度的1％
‑5％
。
[0019]优选地，所述辊压的温度低于
25℃。
[0020]本专利技术的第五方面是提供一种钠离子电池，所述钠离子电池包括如前所述预钠化的负极极片
。
[0021]本专利技术的第六方面是提供一种钠离子电池的负极预钠化的方法，步骤包括：
[0022]将如前所述钠离子电池于一定温度下加热一定时间后，所述负极补钠试剂中包裹金属钠的碳酸乙烯酯被电解液所溶解，所述负极补钠试剂中的金属钠即对所述预钠化的负极极片完成预钠化
。
[0023]本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0024]本专利技术的负极补钠试剂以碳酸乙烯酯包裹金属钠，避免了金属钠与空气氛围直接接触，这使得后续的钠离子电池制备过程中无需在惰性气体氛围，采用原有的工艺设备即可完成负极预钠化，降低了生产成本，提高了生产效率；本专利技术的钠离子电池在负极预钠化后，显著改善了首效较低的问题，极大地提高了电池的能量密度
。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1中钠离子电池的首充首放曲线图；
[0026]图2为本专利技术实施例2中钠离子电池的首充首放曲线图；
[0027]图3为本专利技术对比例中钠离子电池的首充首放曲线图
。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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
。
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
[0030]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定
。
[0031]实施例1[0032]本实施例提供一种钠离子电池的负极预钠化的方法，步骤包括：
[0033](1)
制备负极补钠试剂：于手套箱
(
即惰性气体氛围
)
中，将
20g
的金属钠加热至
100℃
后，通过喷雾分散至
50℃
的
200mL
的碳酸乙烯酯
(EC)
液体中，通过喷雾冷却至
0℃
后，所得碳酸乙烯酯包裹金属钠的微球，即为所述负极补钠试剂，于
25℃
以下保存；
[0034](2)
制备预钠化的负极极片：于负极极片
(
单面面密度为
75g/m2，双面面密度为
150g/m2，活性材料为硬碳
)
的表面涂覆单面面密度为
1g/m2的所述负极补钠试剂后，通过辊压
(
辊压温度低于
25℃
，辊压速度为
5m/min
，辊压压力为
100t)
将所述负极补钠试剂压入所述负极极片中，即得所述预钠化的负极极片；
[0035](3)
钠离子电池的负极预钠化：将所述预钠化的负极极片
、
镍铁锰酸钠
(
正极活性
材料
)、1mol/L
的
NaPF6(
电解液的溶质
)
以及体积比为
1:1:1
的
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种负极补钠试剂的制备方法，其特征在于，步骤包括：于惰性气体氛围中，将金属钠加热至液态后，分散至酯类化合物液体中，冷却至
25℃
以下后，所得酯类化合物包裹金属钠的微球，即为所述负极补钠试剂
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散为喷雾分散或
/
和搅拌分散
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷却为喷雾冷却
。4.
一种负极补钠试剂，由如权利要求1‑3任一项所述制备方法制得其特征在于，所述负极补钠试剂中金属钠的质量分数为2％
‑
20
％
。5.
一种预钠化的负极极片，其特征在于，所述负极极片中包括如权利要求4所述负极补钠试剂
。6.
一种预钠化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚一一，王一菲，苏秀丽，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：