【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池，具体涉及一种硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法。
技术介绍
1、锂离子电池作为二次电池的代表，已经主导了便携式电子产品和电动汽车的市场，近年来也开始进入储能领域。但随着锂资源的消耗，已不足以支持大型储能站的快速扩张。而钠离子电池(实际应用中主要指钠离子全电池)由于资源丰富、价格低廉等特点，得到研究者的广泛关注。
2、目前钠离子电池负极材料的研究主要集中在碳基材料、合金类材料、过渡金属氧化物及有机化合物等。碳基材料中，硬碳材料具有结构多样、价格低廉、导电性良好、储钠容量高、嵌钠后体积形变小、环境友好和低氧化还原电位等优点被认为是最有希望应用的钠离子电池负极材料。
3、区别于锂离子负极材料石墨的合成，硬碳的合成需要经历芳香化、缩聚、石墨层形成、石墨层生长、片层生长堆叠等历程。人造石墨主要采用针状焦、石油焦和沥青等化工原料，此类原材料在碳化过程中能够在较宽的温度范围内出现熔融状态，使得碳层能够重排，形成长程有序的片层结构；硬碳采用的有机前驱体多存在含有氧、硫、氮等基团的支链结构，在碳化的过程中交联形成新的网状结构，不利于碳层的重排，因而无法形成长程有序的石墨片层结构。硬碳采用的前驱体原料主要为生物质、树脂类和化石类前驱体。而不同来源的前驱体往往得到的硬碳产品具有显著的性能差异，因此最终由不同硬碳产品制备的钠离子电池往往也存在这较大的性能差异，如容量、循环圈数等性能。
4、在选择硬碳材料时，我们通常需要做成软包全电池进行测试，以判断硬碳材料在钠离子全电池中的容
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题与不足，本专利技术提供一种钠离子全电池硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，该方法不用利用硬碳负极制备成为全电池后再判断硬碳负极的容量发挥性能，大大缩短了评估硬碳负极在钠离子全电池容量发挥性能的时间周期，且能够准确判断硬碳负极在钠离子全电池中的容量发挥情况。
2、本专利技术提供一种钠离子全电池硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，包括如下步骤：s1.以硬碳作为测试对象，利用测试对象作为负极活性材料制备半电池；半电池正极片为钠片；s2.对半电池进行充放电测试，得到电压-比容量曲线；s3.基于电压-比容量曲线，采集在0～0.06v区间中的比容量数据，利用比容量数据评估全电池的容量，全电池的负极活性材料与半电池一致；在s2中，充放电测试的具体程序为：①先以恒流恒压方式放电，具体为先以0.05～1.5c的恒定电流放电到0～0.005v，再以0～0.005v的恒定电压放电至0.015～0.025ma；②再以恒流方式充电，具体为以0.05～1.5c的恒定电流充电至1.5～2.0v。
3、现有技术中通常是通过利用硬碳材料制备成为全电池后，才能够对硬碳负极的全电池进行容量发挥性能进行评估，进一步以此作为硬碳负极钠离子全电池的性能评估依据。与现有技术不同，本专利技术仅通过利用硬碳材料制备成为半电池(扣电半电池)，然后进行特定程序的放电-充电程序，获得不同硬碳材料所制备的半电池的电压-比容量曲线，进一步通过利用半电池的比容量数据来评估全电池的容量发挥高低。在这里，半电池的比容量是指放电比容量，全电池的容量是指全电池的放电容量。且全电池的放电容量是在化成定容后得到的初始容量。
4、本专利技术设置的特定的放电-充电程序中，放电或者充电过程中，0.05～1.5c的小电流有利于降低硬碳材料在半电池中的极化；而控制放电截止电压为0～0.005v、充电截止电压为1.5～2.0v，是因为该电压范围是硬碳负极能够稳定工作并提供有效容量的电压范围。
5、因此，该特定的的放电-充电程序，有利于硬碳材料的容量发挥以及其他电化学性能的发挥，能够获得更为准确的半电池比容量数据，因此能够更准确、快速的评估全电池的容量，对于减少硬碳负极容量发挥评价周期、加快实际工艺过程具有重要的意义。
6、优选地，测试对象的数量为一个以上；在s3中，基于电压-比容量曲线，在0～0.06v区间中，读取电压为v1时，所有测试对象对应测得的比容量数据，并依据比容量数据的相对大小判断全电池的容量的相对大小。本专利技术中，半电池的比容量数据相对大小趋势与全电池的容量相对大小趋势一致，通过半电池比容量数据的相对大小趋势能够较为快速、准确地判断全电池的容量相对大小趋势。这里，v1可以为0～0.06v区间的任一数值。
7、优选地，硬碳包括生物质基硬碳、树脂基硬碳、沥青基硬碳中的至少一种。
8、优选地，在s1中，半电池负极片的活性涂层中，所述硬碳的质量分数为93.5～95.5％。保证硬碳材料在活性物质层中的较高含量，能够更加准确反映出硬碳材料的容量发挥性能，减少其他物料对容量发挥的影响。
9、优选地，在s2中，充放电测试的具体程序为：①先以恒流恒压方式放电，具体为先以0.1c的恒定电流放电到0v，再以0v的恒定电压放电至0.02ma；②再以恒流方式充电，具体为以0.1c的恒定电流充电至2v。该程序的放电-充电程序，使得到的比容量-电压曲线的的趋势更加符合全电池的容量发挥趋势，判断全电池容量发挥高低的准确率更高。
10、优选地，半电池中，半电池负极片为圆片，直径为10～15mm。
11、优选地，半电池负极片的直径为12mm。
12、优选地，半电池中，钠片为圆片，直径为12～17mm。
13、优选地，钠片直径为14mm。
14、优选地，半电池中，半电池负极片的面密度为50～70g/m2。半电池负极片面密度与半电池的比容量有一定的关系，控制半电池的面密度在一定范围内，有利于不同硬碳负极下的比容量-电压曲线的的趋势更加符合全电池的容量发挥趋势，提高本方法的判断准确率。
15、优选地，半电池负极片的面密度为56g/m2。
16、优选地，全电池中，全电池负极片的活性涂层中，硬碳的质量分数为93.5～95.5％。全电池正极片的活性涂层中，正极活性材料的质量分数为94.5～95.5％。控制全电池负极片活性物质层中的硬碳含量以及全电池正极片活性物质层中正极活性材料的含量在上述范围内，能够提高全电池的稳定性，促进容量发挥，能够较真实、准确地反映出硬碳负极在全电池中的容量发挥数据，减少其他因素的影响，避免容量发挥数据的不准确，而影响本专利技术中评估方法的准确性。
17、优选地，全电池中，全电池负极片面密度为50～70g/m2，压实密度为0.9～0.96g/cm3；全电池正极片面密度为140～190g/m2，压实密度为1.6～1.8g/cm3。全电池负极片面密度、压实密度与全电池的容量发挥有一定的关系，控制全电池正负极面密度、压实密度在一定范围内，有利于减少其他影响因素对容量发挥的不稳定影响，使最终硬碳负极在全电池中的容量发挥更符合实际情况，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于：所述硬碳包括生物质基硬碳、树脂基硬碳、沥青基硬碳中的至少一种。
4.如权利要求1所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于，在所述S1中，所述半电池负极片的活性涂层中，所述硬碳的质量分数为93.5～95.5％。
5.如权利要求1所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于：
6.如权利要求1所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于：
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9.如权利要求8所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快
10.如权利要求8所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于：所述硬碳包括生物质基硬碳、树脂基硬碳、沥青基硬碳中的至少一种。
4.如权利要求1所述硬碳负极在钠离子全电池中容量发挥性能的快速识别方法，其特征在于，在所述s1中，所述半电池负极片的活性涂层中，所述硬碳的质量分数为93.5～95.5％。
5.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，吴志隆，许文成，高杰，王立娜，赖学君，丁沁，彭燕秋，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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