【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池，具体涉及一种钠离子电池用改性补钠剂和cnt复配导电浆料。
技术介绍
1、钠离子电池因原材料储量丰富、制造成本低且安全性好而发展成为当前最为重要的新型二次化学电源。随着高校、研究所和企业共同持续努力的技术研发，钠离子电池材料取得了革命性的突破，产品性能也逐渐获得客户认可。但是现阶段，钠离子电池自身还是会存在一些主要问题，如首次充放电效率低造成电池能量密度不理想的问题依然较为突出。首次充放电效率低，与其使用的负极材料密切相关。硬碳或软碳作为钠离子电池负极材料，具有比表面积大、晶体结构不完整和缺陷多等特点，在电池首次充电时易消耗大量不可逆的钠离子，造成电池容量损失较为严重，从而影响到电池的能量密度。因此，对钠离子电池电极材料进行预钠化处理则成为上述问题的一种重要解决手段。
2、目前研究较多的是在正极极片中进行补钠。常见的正极补钠剂有草酸钠(na2c2o4)和柠檬酸钠(na3c6h5o7)等，因自身无毒且对环境水份不敏感、克容量高、安全性好等特点而成为研究的重点对象。补钠剂在电池使用时主要是通过在正极浆料中加入，通过高速搅拌使其达到均匀分散的状态，但是因其电子导电性差、颗粒大(d50在50-100um)以及在nmp中不发生溶解等因素，导致其添加后正极浆料易发生沉降、分散不理想，造成在正极浆料中不能充分发挥其高容量的特性，补钠效果远不及预期。与此同时，补钠剂在反应后，也会存有一些残留物继而影响电池后期的充放电性能，如内阻增大，循环跳水等情况。当前钠离子电池导电剂主要使用cnt导电浆料，其cnt粉体因比
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种钠离子电池用改性补钠剂和cnt复配导电浆料，一方面对现有补钠剂进行石墨烯碳包覆改性，提高补钠剂的电子导电性以及解决残留物带来的充放电不良影响；补钠剂得到充分利用的同时，可以提供大量的钠离子来满足负极sei膜及微孔形成的钠离子不可逆容量的消耗，从而解决当前钠离子电池因为低首效而造成的容量损失，继而实现钠离子电池的高能量密度要求。另一方面，补钠剂与cnt导电剂的结合使用，充分发挥两者在正极浆料中的协同作用；通过与cnt浆料进行复配，可与cnt粉体一起实现均匀的分散，缩短在正极浆料的分散时间，使其能够在正极极片中均匀分布，从而提高钠离子电池的一致性、倍率性能和循环寿命。补钠剂的加入可以增加cnt纳米颗粒团聚的空间位阻效应，保证cnt浆料长时间存放的稳定性，避免其发生沉降或粘度变化。
2、本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：
3、本专利技术第一个目的在于提供一种钠离子电池用改性补钠剂，其制备方法包括以下步骤：
4、将称量好的分散剂ⅰ、粘结剂、氧化石墨烯、补钠剂加入纯水中混合，通过砂磨、高压均质后喷雾造粒干燥得到氧化石墨烯包覆的补钠剂前驱体；在惰性气氛中对补钠剂前驱体进行烧结还原得到改性补钠剂。
5、进一步的，加入各原料的质量比为：
6、
7、分散剂ⅰ、粘结剂属于有机高分子材料，电子不导电，其含量大于5％时不利于补钠剂的电子导电性的提升，增加了补钠剂的反应阻力；其含量小于0.5％时不利于氧化石墨烯的分散及包覆。
8、当氧化石墨烯的含量过高时，过高的氧化石墨烯包覆使材料的比表面积过大，浆料不易分散和加工，会增加单位补钠剂容量的损失。当氧化石墨烯含量过低时，包覆量太低，会造成包覆不均匀，补钠剂颗粒裸露，造成补钠剂颗粒间电子导电能力分布不均，不利于补钠剂容量的发挥，影响实际补钠效果。氧化石墨烯经还原后会损失部分重量，烧结还原后的改性补钠剂中氧化石墨烯的质量在1～5％之间，有利于补钠剂电子导电性的提升。
9、进一步的，所述分散剂ⅰ为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚乙二醇中的任意一种。
10、进一步的，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯。
11、进一步的，所述补钠剂为草酸钠(na2c2o4)、柠檬酸钠(na3c6h5o7)和锰酸钠中的一种或几种。
12、进一步的，所述氧化石墨烯粉体中碳含量为60～80％，氧含量为20～40％，比表面积≥300m2/g，d50为1～3μm。
13、当碳含量小于60％时，氧化程度高，其表面携带的官能团含量高，不利于烧结还原的进行；而当碳含量大于80％时，氧化程度低，氧化石墨烯比表面积小，不利于氧化石墨烯对补钠剂的包覆，包覆效果差。
14、进一步的，纳米砂磨时球珠尺寸为0.6～2mm，转速为1000～3000rpm，砂磨时间≥2h。
15、进一步的，所述高压均质时压力≥800bar，循环均质次数≥3次。
16、进一步的，喷雾造粒的条件为：进料口温度190～210℃，出料口温度90～100℃，雾化频率50～55hz。
17、进一步的，所述惰性气氛指氮气、氩气的一种或混合气体环境。
18、进一步的，烧结温度为300～400℃，烧结时间为10～24h。
19、本专利技术第二个目的在于提供一种复配导电浆料，所述导电浆料包括石墨烯包覆的改性补钠剂，还包括碳纳米管。
20、进一步的，所述导电浆料的制备方法为：将称量好的分散剂ⅱ、石墨烯包覆的改性补钠剂、碳纳米管粉体加入有机溶剂中混合，机械搅拌、纳米砂磨分散后得到复配导电浆料。
21、进一步的，纳米砂磨时球珠尺寸为0.6～2mm，转速为1000～3000rpm，砂磨时间≥2h。
22、进一步的，所述分散剂ⅱ为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚偏二氟乙烯中的任意一种。
23、进一步的，所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮或酒精。
24、进一步的，所述碳纳米管的管径为2～30nm，长度为5～50μm，比表面积≥200m2/g。
25、进一步的，所述导电浆料中分散剂ⅱ的质量占1～2％，石墨烯包覆的补钠剂的质量占5～15％，碳纳米管的质量占2～10％。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果在于：
27、本专利技术采用氧化石墨烯为原料，对补钠剂进行石墨烯包覆，改善了补钠剂的电子导电性差的问题。将石墨烯包覆的改性补钠剂与cnt进行复配浆料使用，充分发挥了两者在正极浆料中的协同作用，可以提高补钠剂和cnt粉体的分散均匀性和稳定性，节约正极浆料制浆时间，提高电池一致性、倍率性能和循环寿命。
28、改善了单独cnt导电浆料因具有较高比表面积而导致浆料存储稳定性较差、易发生沉降的问题；通过加入石墨烯包覆的改性补钠剂，增加了空间位阻效应，防止cnt纳米颗粒自身发生团聚，降低了cnt浆料的粘度。
29、本专利技术通过砂磨工艺处理控制补钠剂的粒径大小，实现补钠剂高容量的发挥，达到充分补钠的效果，提高钠离子电池的能量密度。
30、上述说明仅是本专利技术技术方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于，加入各原料的质量比为：
3.如权利要求1或2所述一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于：所述分散剂Ⅰ为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚乙二醇中的任意一种。
4.如权利要求1或2所述一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于：所述氧化石墨烯粉体中碳含量为60～80％，氧含量为20～40％，比表面积≥300m2/g，D50为1～3μm。
5.如权利要求1所述一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于：烧结温度为300～400℃，烧结时间为10～24h。
6.一种复配导电浆料，所述导电浆料包括权利要求1-6任一项所述石墨烯包覆的改性补钠剂，还包括碳纳米管。
7.如权利要求6所述一种复配导电浆料，其特征在于，所述导电浆料的制备方法为：将称量好的分散剂Ⅱ、石墨烯包覆的改性补钠剂、碳纳米管粉体加入有机溶剂中混合，机械搅拌、纳米砂磨分散后得到复配导电浆料。
8.如权利要求7所述一种复配导电浆料，
9.如权利要求6或7所述一种复配导电浆料，其特征在于：所述碳纳米管的管径为2～30nm，长度为5～50μm，比表面积≥200m2/g。
10.如权利要求7所述一种复配导电浆料，其特征在于：所述导电浆料中分散剂Ⅱ的质量占1～2％，石墨烯包覆的补钠剂的质量占5～15％，碳纳米管的质量占2～10％。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于，加入各原料的质量比为：
3.如权利要求1或2所述一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于：所述分散剂ⅰ为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚乙二醇中的任意一种。
4.如权利要求1或2所述一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于：所述氧化石墨烯粉体中碳含量为60～80％，氧含量为20～40％，比表面积≥300m2/g，d50为1～3μm。
5.如权利要求1所述一种钠离子电池用改性补钠剂，其特征在于：烧结温度为300～400℃，烧结时间为10～24h。
6.一种复配导电浆料，所述导电浆料包括权利要求1-6任一项所述石...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤小辉，丁显波，丁龙奇，
申请(专利权)人：重庆中润新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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