【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，尤其涉及一种低成本钠离子电池的制作方法。
技术介绍
1、钠离子电池具有低成本、高安全性、高能量密度和宽温度适应性等优势，是一种具有良好前景的新型电池。目前钠离子电池处于蓬勃发展的阶段。
2、钠离子电池的正极材料通常有层状氧化物、普鲁士蓝类、隧道型氧化物和聚阴离子型化合物等。其中，层状氧化物由于结构简单、易于合成及比容量高而受到了广泛关注，但其存在的问题如空气敏感性高等限制了其商业化发展。暴露在空气下进行电化学循环过程的层状正极材料容易潮解，空气敏感性高，其样品材料会发生体积膨胀，甚至开裂。这是因为层状氧化物正极材料容易与潮湿空气中的水、氧气和co2反应。其中水分子不仅会被吸附在材料的表面，还会插入tmo2层中阻碍钠离子的迁移；而氧气则可能会氧化金属氧化还原对，降低材料的可逆比容量；co2的存在则会导致惰性na2co3与naoh的产生，进一步降低可逆比容量，破坏结构的完整性。此外，高温固相法烧结过程中，钠盐和金属氧化物通过化学键的断裂和重新组合形成层状结构后，部分的钠盐没有进入材料体相结构中，而是残留在材料表面。这些残留在表面的钠盐在温度降低到室温后，会吸附空气中的co2和h2o而形成naoh和na2co3，使正极材料呈现碱性。
3、目前层状氧化物在电池制作工艺中，需严格控制水分，包括材料烘烤，真空封装，低湿度下搅拌，涂覆等，且在搅料过程中易出现凝胶情况。这在一定程度上增大了钠电池制备中的困难以及成本。目前主流的解决方式是在搅料过程中加入草酸对材料碱性进行一定程度上的中和，降低材料搅拌过
4、有鉴于此，本专利技术旨在提供一种低成本钠离子电池的制作方法，其用于保护材料免受水分影响，且对材料本身不造成影响，从而可以改善材料搅拌过程的吸水问题，降低正极浆料搅拌中的制作成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低成本钠离子电池的制作方法，其用于保护材料免受水分影响，且对材料本身不造成影响，从而可以改善材料搅拌过程的吸水问题，降低正极浆料搅拌中的制作成本。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种低成本钠离子电池的制作方法，至少包括如下步骤：
4、第一步，对含钠正极材料进行包覆，在含钠正极材料中加入碳酸乙烯酯，对正极材料进行包覆；
5、第二步，对导电剂进行包覆，在导电剂表面包覆一层酸，所述酸为呈固体状的乙酸、草酸、丁二酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸中的至少一种；
6、第三步，采用干混方式分散粘接剂、分子筛、第一步得到的含钠正极材料和第二步得到的导电剂，然后加入少量溶剂，采用高粘度搅拌的方式制备正极浆料，然后将正极材料涂覆在正极集流体上，烘干，形成正极片；
7、第四步，将正极片、隔离膜、负极片和电解液组装成钠离子电池。
8、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，第一步所述的含钠正极材料为含钠离子的层状氧化物、普鲁士类和聚阴离子化合物中的至少一种。
9、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，所述含钠离子的层状氧化物为镍铁锰酸钠、nanio2、namno2、nacoo2和na(fexniymn1-x-y)o2中的至少一种，其中，x为1/3～1，y为1/3～1；所述含钠离子的普鲁士类为nafe[fe(cn)6]、na2fe[fe(cn)6]和na2mn[mn(cn)6]中的至少一种；所述含钠离子的聚阴离子化合物为nafepo4、na2fep2o7、nafe(so4)2、na3v2(po4)3和na3v2(po4)2f3中的至少一种。
10、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，第一步中，碳酸乙烯酯与含钠正极材料的质量比为0.5％～3％：97％～99.5％。
11、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，对正极材料进行包覆的具体步骤为：
12、预处理：对正极材料进行清洗、干燥，以去除杂质和水分，确保接枝过程的顺利进行；
13、吸附：将正极材料置于碳酸乙烯酯溶液中，或将碳酸乙烯酯喷涂到材料表面，使其与材料表面充分接触，通过物理吸附方式，使碳酸乙烯酯与正极材料表面结合；
14、接枝：碳酸乙烯酯与正极材料表面发生化学反应，形成接枝共聚物；
15、后处理：对接枝后的材料进行清洗、干燥，以去除未结合的物质和调整接枝层的性能。
16、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，第二步所述的导电剂为导电炭黑、cnt、超导碳、石墨烯和科琴黑中的至少一种。
17、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，第二步中，草酸与导电剂的质量比为1～5：5～9。
18、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，对导电剂进行包覆的具体步骤为：将待包覆的材料放入草酸溶液中，控制温度为70～150℃，时间为30min～5h，使草酸在材料表面发生反应并形成一层保护膜。
19、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，第三步中，所述分子筛为3a、4a、5a或13x分子筛，可有效吸附空气中的水分，防止其与正极材料反应。
20、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，第三步中，含钠正极材料、导电剂、粘接剂和分子筛的质量比为90％～95％：1％～4％：2％～3.5％：1％～3％，粘接剂、分子筛、含钠正极材料和导电剂的整体的质量与溶剂的质量比为(90-99)：(1-10)。
21、作为本专利技术低成本钠离子电池的制作方法的一种改进，第三步的溶剂为n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n-二甲基酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)、甲醇，乙醇、甲苯、环己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、正庚烷、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙醚、环氧丙烷中的至少一种。
22、相对于现有技术，本专利技术通过在正极材料表面包覆碳酸乙烯酯，在导电剂表面包覆草酸，并在搅拌时加入分子筛，可以保护材料免受水分影响，且对材料本身不造成影响；从而改善材料搅拌过程吸水问题，降低正极浆料搅拌中的制作成本。
23、具体而言；
24、首先，碳酸乙烯酯(ec)可以隔绝水分，防止正极材料与空气中的水分产生反应。使用ec包覆的正极材料，常温搅拌中可以避免碱性正极材料与水分的直接接触，从而降低控制成本及制作难度。同时，固态ec材料遇高温即溶解为液态，在浆料涂布烘干过程中，用于包覆的ec溶解后挥发，对材料整体性能不造成影响。
25、其次，在导电剂表面包覆酸，搅料初期即中和材料碱性，减弱其吸水能力，防止后期凝胶。
26、再次，搅拌过程中使用可以吸附水的分子筛，在一定程度上可以避免搅料过程中材料与空气中的水分发生反应，或中和材料中的碱性，防止其吸水。
27、最后，极片制作主要是采用先干混方式分散，后采用高粘度搅拌的方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第一步所述的含钠正极材料为含钠离子的层状氧化物、普鲁士类和聚阴离子化合物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：所述含钠离子的层状氧化物为镍铁锰酸钠、NaNiO2、NaMnO2、NaCoO2和Na(FexNiyMn1-x-y)O2中的至少一种，其中，x为1/3～1，y为1/3～1；所述含钠离子的普鲁士类为NaFe[Fe(CN)6]、Na2Fe[Fe(CN)6]和Na2Mn[Mn(CN)6]中的至少一种；所述含钠离子的聚阴离子化合物为NaFePO4、Na2FeP2O7、NaFe(SO4)2、Na3V2(PO4)3和Na3V2(PO4)2F3中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第一步中，碳酸乙烯酯与含钠正极材料的质量比为0.5％～3％：97％～99.5％。
5.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于，对正
6.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第二步所述的导电剂为导电炭黑、CNT、超导碳、石墨烯和科琴黑中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第二步中，酸与导电剂的质量比为1～5：5～9；对导电剂进行包覆的具体步骤为：将待包覆的材料放入酸溶液中，控制温度为70～150℃，时间为30min～5h，使酸在材料表面发生反应并形成一层保护膜。
8.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第三步中，所述分子筛为3A、4A、5A或13X分子筛。
9.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第三步中，含钠正极材料、导电剂、粘接剂和分子筛的质量比为90％～95％：1％～4％：2％～3.5％：1％～3％，粘接剂、分子筛、含钠正极材料和导电剂的整体的质量与溶剂的质量比为(90-99)：(1-10)。
10.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第三步的溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-二甲基酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、甲醇，乙醇、甲苯、环己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、正庚烷、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙醚和环氧丙烷中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第一步所述的含钠正极材料为含钠离子的层状氧化物、普鲁士类和聚阴离子化合物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：所述含钠离子的层状氧化物为镍铁锰酸钠、nanio2、namno2、nacoo2和na(fexniymn1-x-y)o2中的至少一种，其中，x为1/3～1，y为1/3～1；所述含钠离子的普鲁士类为nafe[fe(cn)6]、na2fe[fe(cn)6]和na2mn[mn(cn)6]中的至少一种；所述含钠离子的聚阴离子化合物为nafepo4、na2fep2o7、nafe(so4)2、na3v2(po4)3和na3v2(po4)2f3中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于：第一步中，碳酸乙烯酯与含钠正极材料的质量比为0.5％～3％：97％～99.5％。
5.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制作方法，其特征在于，对正极材料进行包覆的具体步骤为：
6.根据权利要求1所述的低成本钠离子电池的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈振，安苗苗，黄才康，陈嘉浚，蔡杰健，钟成千，游从辉，袁可明，修倩，唐华琼，宋学文，欧阳茂，
申请(专利权)人：东莞市科路得新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。