System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种硬碳负极材料预钠化方法及钠离子电池负极技术_技高网

一种硬碳负极材料预钠化方法及钠离子电池负极技术

技术编号:40555889 阅读:8 留言:0更新日期:2024-03-05 19:16
本发明专利技术提供了一种硬碳负极材料预钠化方法及钠离子电池负极。预钠化方法包括:将硬碳材料与预钠化剂混合后置于冷等离子体中进行预钠化处理,得到预钠化后的硬碳负极材料。本发明专利技术通过冷等离子体实现固相预钠化的技术,解决硬碳作为负极材料所制备的钠离子电池首圈库伦效率低,循环稳定性差以及倍率性能差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池领域,更具体地讲,涉及一种电极材料预钠化方法及电极片。


技术介绍

1、锂离子电池因其优异的性能,近年来在汽车、储能、船舶、通信基站等各个领域得到了广泛应用,但因锂资源地缘分布不均、储量较少,导致其价格昂贵,科研工作者们开始转向更加便宜的钠离子电池。钠离子电池的主要构成材料包括电解液、隔膜材料、正负极材料等。其中负极材料占有较大比例,因为负极材料的性能直接影响着钠离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。钠离子电池负极材料种类众多,例如:碳材料(硬碳、软碳)、合金、金属氧化物、金属硫化物、磷和mxenes等。其中硬碳材料因其优异的物理/化学稳定性以及良好的导电性和电化学稳定性等优点而备受关注。然而,基于硬碳的负极也暴露了一些不容忽视的问题,其存在首圈库伦效率较低、循环稳定行差、倍率性能差等问题。

2、目前,预钠化技术是解决基于硬碳的负极首圈库伦效率低,循环稳定性差最常用的手段。传统的预钠化方法主要有电化学法、化学法、钠金属物理法和短接法四种。但传统的预钠化法存在操作环境要求高,操作过程复杂,安全隐患高,并且有大量的有机废液产生,并不利于向产业化方向推广。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足,本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如,本专利技术的目的之一在于提供一种成本低,操作简单,环境友好,生产周期短,易于产业化的硬碳负极材料预钠化方法。

2、本专利技术的一方面提供了一种硬碳负极材料预钠化方法,可以包括以下步骤:将硬碳材料与预钠化剂混合后置于冷等离子体中进行预钠化处理,得到预钠化后的硬碳负极材料。

3、进一步地,硬碳材料与预钠化剂的质量比为1:(0.0005~0.05)。

4、进一步地,预钠化剂为硫化钠、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氟化钠、碳酸氢钠和醋酸钠的一种或几种。

5、进一步地,冷等离子体发生的功率为100w~300w,等离子体处理时间为0~20min。

6、进一步地,冷等离子体气氛为氩气、氧气、氮气、氢气、氨气、甲烷、磷烷和硫化氢中的一种或几种。

7、进一步地,冷等离子体的发生方式为介质阻挡放电、直流辉光放电、脉冲辉光放电、磁控放电、电容耦合射频放电、电感耦合射频放电或微波放电。

8、本专利技术的另一方面提供了一种钠离子电池负极,可以包括以上所述的硬碳负极材料预钠化方法预钠化后的硬碳负极材料。

9、本专利技术的再一方面提供了一种钠离子电池负极制备方法,可以包括以下步骤:将以上所述的硬碳负极材料预钠化方法预钠化后的硬碳负极材料与导电剂、粘接剂混合后制成浆料;将浆料涂覆在集流体上,得到钠离子电池负极。

10、与现有技术相比,本专利技术的有益效果至少包括以下中的至少一项:

11、(1)本专利技术通过冷等离子体实现固相预钠化的技术,解决硬碳作为负极材料所制备的钠离子电池首圈库伦效率低,循环稳定性差以及倍率性能差的问题。

12、(2)本专利技术方法具有成本低、操作简单、环境友好、生产周期短,易于产业化的优点,具有十分重要的产业化价值。

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【技术保护点】

1.一种硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,硬碳材料与预钠化剂的质量比为1:(0.0005~0.05)。

3.根据权利要求1或2所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,预钠化剂为硫化钠、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氟化钠、碳酸氢钠和醋酸钠的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,冷等离子体发生的功率为100w~300w,冷等离子体处理时间不大于20min。

5.根据权利要求1或2所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,冷等离子体气氛为氩气、氧气、氮气、氢气、氨气、甲烷、磷烷和硫化氢中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,冷等离子体的发生方式为介质阻挡放电、直流辉光放电、脉冲辉光放电、磁控放电、电容耦合射频放电、电感耦合射频放电或微波放电。

7.一种钠离子电池负极,其特征在于,包括权利要求1至7中任意一项所述的硬碳负极材料预钠化方法预钠化后的硬碳负极材料。

8.一种权利要求7所述的钠离子电池负极制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

9.一种钠离子电池,其特征在于,包括权利要求7所述的钠离子电池负极或权利要求8所述的钠离子电池负极制备方法所制备得到的钠离子电池负极。

...

【技术特征摘要】

1.一种硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,硬碳材料与预钠化剂的质量比为1:(0.0005~0.05)。

3.根据权利要求1或2所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,预钠化剂为硫化钠、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氟化钠、碳酸氢钠和醋酸钠的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,冷等离子体发生的功率为100w~300w,冷等离子体处理时间不大于20min。

5.根据权利要求1或2所述的硬碳负极材料预钠化方法,其特征在于,冷等离子体气氛为氩气、氧气...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁风王旭张达
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:

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