【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，具体是指一种稳定性高的钠离子电池水性负极片。
技术介绍
1、由于近年来储能需求的日益增加，二次电池逐渐进入了大众的视野，其中锂离子电池经过了长时间的研究已经进入了商业化的阶段，然而由于锂资源不足，分布不均，导致锂离子电池的成本增加，因而人们迫切的需要找到锂离子电池的替代。
2、钠离子电池具有跟锂离子电池类似的物化性质，因而钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似，都属于二次摇椅式电池。目前对于钠离子电池正极材料的研究已经比较深入，钠离子电池正极的种类也较为丰富，而对于钠离子电池负极材料的研究仍不足，然而钠离子电池负极材料对于钠离子嵌入和脱出的能力是掣肘钠离子电池容量的主要原因，因而找到一个充放电平台低、容量高以及循环稳定的负极材料是十分重要的一个研究课题。
3、钠离子电池的负极有较多的选择，但是均有自身的不足之处。以硬碳为例，硬碳虽然是目前研究较为成熟的负极，但仍然存在一些问题。例如充放电平台低导致容易析钠，倍率性能差，以及压实密度低导致电池能量密度低，以及比容量低。
4、因而合金负极材料的研究具有重要意义，合金负极具有高容量，低平台以及高压实密度等优点因而受到了研究者的关注，从而解决了硬碳负极的一些短板。然而合金负极往往在脱嵌钠过程中会伴随着巨大的体积膨胀，导致材料在循环过程中破碎粉化、从集流体上脱离，因而材料容量衰减严重，循环性能差。
5、目前改善这一问题的方法主要有涂膜工艺的调控、电解液的调控、材料的改性等。但是，电解液的调控具有局限性、同一电解液对于正
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种稳定性高的钠离子电池水性负极片，具有致密性好、稳定性高和循环寿命长的特点。
2、本专利技术可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术公开了一种稳定性高的钠离子电池水性负极片，包括负极活性材料，负极片中还包括有水性粘结剂和无机盐或有机盐成膜剂，无机盐或有机盐成膜剂添加量为负极活性材料质量的1-5wt%，无机盐或有机盐成膜剂为无水晶体盐。
4、进一步地，无水无机晶体盐为无水naf、无水nacl、无水na2co3中的一种或二种以上；无水有机晶体盐为无水nabob、无水苯甲酸钠和/或无水乙酸钠中的一种或二种以上。
5、进一步地，水性粘结剂为cmc、sbr、paa和/或sa中的一种或二种以上。
6、进一步地，负极片还添加有导电剂，导电剂为superp、kb和/或ab中的一种或二种以上。
7、进一步地，负极活性材料为硬碳、红磷、锡、锑、铅、锗、铋、金属氧化物、金属硫化物和/或嵌钠活性合金中的一种或二种以上。
8、进一步地，负极活性材料、水性粘结剂、导电剂的质量比例为7:1:2或8：1:1
9、进一步地，无机盐或有机盐成膜剂添加在负极浆料的制备过程中与负极活性材料、水性粘结剂、导电剂共同混合。
10、进一步地，负极浆料采用涂布方式涂覆在负极集流体上，涂布方式为喷涂、刮涂、辊涂、挤压涂布或转移涂布。
11、进一步地，浆料的方式为搅拌、研磨、砂磨和/或球磨。
12、本专利技术的另一个方面在于保护一种钠离子电池，包括负极片，该负极片为上述水性负极片。
13、本专利技术一种稳定性高的钠离子电池水性负极片，具有如下的有益效果：
14、第一、致密性好，在本专利技术中，无机盐成膜的包覆机理主要是基于库伦静电引力相互吸引机理，添加的无机盐成膜剂在涂膜过程中会完全溶解分散在水性粘结剂中，电离形成阴阳离子，阴离子与金属材料表面氧化的金属阳离子因为阴阳离子的静电吸引作用，形成紧密包裹在负极活性材料表面的复合包覆层。具体地，本专利技术的负极片在涂膜的过程中即可原位成膜，无需额外的操作，并且形成的膜包覆均匀牢固。有机盐成膜的包覆机理主要是基于化学键机理，离子和包覆物之间形成了牢固的化学键，从而生成薄且均匀的包覆层。添加的少量有机盐在涂膜过程中会完全溶解在粘结剂中的水里，电离形成阴阳离子，阴离子与金属材料表面氧化的金属离子因为键合作用形成了牢固的化学键，形成一层薄且均匀的包裹在材料表面的复合包覆层。具体地，该包覆层在涂膜的过程中即可形成，操作简单便捷，并且形成的膜薄且均匀。
15、第二、稳定性高，该复合包覆层类似于人造的sei膜，主要成分为对应的无机盐或有机盐成膜剂，无机盐或有机盐成膜剂的阴离子和金属阳离子组成的盐以及氧化物，该sei膜可以抑制材料的体积膨胀，并且其界面隔离作用可以有效防止材料的团聚黏连，抑制因为材料的团聚导致极片局部破裂现象的发生。表面包覆能改善电极材料和电解液之间的界面环境，从而提高电极材料的稳定性。
16、第三、循环寿命长，该复合包覆层对材料外壳结构起到了“保护罩”的作用，可以避免后续嵌钠过程中钠离子与溶剂共嵌入混合、抑制电解液分解，有效提升负极材料的首周充放电可逆容量、维持材料的循环稳定性以及提升倍率性能，进而提升钠离子电池的使用寿命。该复合包覆层对材料的表面形成复合型的薄膜，以初始化电极表面，通过调整电极表面的电子结构，从而改善电池表面的电子储存能力和电荷传输特性，有助于改善电池的充放电性能和稳定性，复合型包覆也可以阻止电极材料间的反应，减少电极材料的消耗，从而有效提升电池的循环寿命。在电池工作过程中，反应物分子经常发生迁移和重组，表面包覆能阻止反应物分子之间的作用，从而阻止反应物间的反应。并且该包覆层可以固定住材料，防止材料在溶剂中流失，减少材料消耗，利于提高电池循环寿命。
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1.一种稳定性高的钠离子电池水性负极片，包括负极活性材料，其特征在于：所述负极片中还包括有水性粘结剂和无机盐或有机盐成膜剂，所述无机盐或有机盐成膜剂添加量为负极活性材料质量的1-5wt%，所述无机盐或有机盐成膜剂为溶于水但不溶于电解液的无水晶体盐。
2.根据权利要求1所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述无水无机晶体盐为无水NaF、无水NaCl、无水Na2CO3中的一种或二种以上。所述无水有机晶体盐为无水NaBOB、无水苯甲酸钠和/或无水乙酸钠中的一种或二种以上。
3.根据权利要求1所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述水性粘结剂为CMC、SBR、PAA和/或SA中的一种或二种以上。
4.根据权利要求1所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述负极片还添加有导电剂，所述导电剂为SuperP、KB和/或AB中的一种或二种以上。
5.根据权利要求1所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述负极活性材料为硬碳、红磷、锡、锑、铅、锗、铋、金属氧化物、金属硫化物和/或嵌钠活性合金中的一种
6.根据权利要求4所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：负极活性材料、水性粘结剂、导电剂的质量比例为7:1:2或8:1:1。
7.根据权利要求6所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述无机盐或有机盐成膜剂添加在负极浆料的制备过程中与负极活性材料、水性粘结剂、导电剂共同混合。
8.根据权利要求7所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述负极浆料采用涂布方式涂覆在负极集流体上，所述涂布方式为喷涂、刮涂、辊涂、挤压涂布或转移涂布。
9.根据权利要求8所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：浆料的方式为搅拌、研磨、砂磨和/或球磨。
10.一种钠离子电池，包括负极片，其特征在于：所述负极片为权利要求1-9中任一项所述水性负极片。
...【技术特征摘要】
1.一种稳定性高的钠离子电池水性负极片，包括负极活性材料，其特征在于：所述负极片中还包括有水性粘结剂和无机盐或有机盐成膜剂，所述无机盐或有机盐成膜剂添加量为负极活性材料质量的1-5wt%，所述无机盐或有机盐成膜剂为溶于水但不溶于电解液的无水晶体盐。
2.根据权利要求1所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述无水无机晶体盐为无水naf、无水nacl、无水na2co3中的一种或二种以上。所述无水有机晶体盐为无水nabob、无水苯甲酸钠和/或无水乙酸钠中的一种或二种以上。
3.根据权利要求1所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述水性粘结剂为cmc、sbr、paa和/或sa中的一种或二种以上。
4.根据权利要求1所述的稳定性高的钠离子电池水性负极片，其特征在于：所述负极片还添加有导电剂，所述导电剂为superp、kb和/或ab中的一种或二种以上。
5.根据权利要求1所述的稳定性高的钠离子电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹余良，熊绘乾，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：深圳珈钠能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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