【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池负极，尤其是涉及一种钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置及其应用。
技术介绍
1、与锂离子电池相比，钠离子电池有以下优势：首先，钠元素在地球上的含量非常丰富，较锂元素更为容易获得；其次，钠元素不与铝发生反应，电池正负极均可以选择成本较低的铝箔；更进一步，钠离子电池具备更好的安全性能，不易发生热失控，从而有效降低起火事故概率；钠离子电池高低温性能较为均衡。因此，钠离子电池具备成本低廉、安全性高以及优异的温度性能，是新能源电池的重要发展方向。
2、在钠离子电池体系中，负极材料对电池的整体性能影响较大；目前钠离子电池的负极材料主要有碳基负极、钛基负极、合金类负极、磷/硫化物以及有机材料。碳基负极材料中的硬碳，具备生产工艺简单、前驱体丰富、储钠位点丰富以及成本低廉等特点，是目前实用价值最高，最接近产业化的材料。
3、 但是，硬碳负极在0.1 v（vs. na+/na）以下的储钠动力学性能不好，电化学极化较大，导致在充电过程中，其嵌钠电位非常接近于金属钠的析出电位0 v（vs. na+/na），析钠会导致钠离子电池库伦效率降低，严重时，生成的钠枝晶会刺穿隔膜，导致短路或者爆炸；硬碳性能的好坏直接决定着钠离子电池产业化实现的可能；目前评价硬碳性能好坏的方法主要集中在三个方向：理化性能、微量金属元素分析和电化学性能分析，理化性能包括粒度、水分、ph、振实密度、比表面积、晶面间距，电化学性能包括首次放电容量以及首次库伦效率；但是，使用不同的硬碳前驱体、在不同的制备方法下所得到的硬碳材料，按照现有的理
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种不同钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置及其应用，该装置包括钠离子电池和位于钠离子电池中内的参比电极，该装置能够鉴定不同硬碳负极是否存在析钠风险，并且能够鉴定存在析钠风险的硬碳负极的抗析钠性能高低，该装置能够快速对不同的硬碳负极析钠性能进行测试，能够显著提高钠离子硬碳负极的选型效率，该装置无需对电芯进行拆解，且检测精度高，数据准确，能够准确鉴定硬碳负极的抗析钠性能。
2、本专利技术的具体技术方案为：
3、一种不同钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置，包括钠离子电池和位于钠离子电池内的参比电极，所述钠离子电池包括若干层叠的正极片和与正极片对应的负极片，负极片为硬碳负极片，所述参比电极包括极耳带和设于极耳带一端的参比金属。
4、作为优选，所述极耳带的中端设有绝缘层，极耳带远离参比金属的一端设有极耳胶，所述参比金属位于极耳带的一端。
5、作为优选，所述参比金属包括钠金属和铂金属中的一种。
6、作为优选，所述正极片上设有正极材料，所述正极材料包括层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝/白中的一种。
7、作为优选，所述硬碳负极的原料包括生物质基、高分子树脂基和煤基中的一种或几种。
8、 本专利技术提供了一种不同钠离子电池负极硬碳析钠性能检测装置，该装置为三电极钠离子电池，包括若干层叠的正极片和对应正极片的负极片孔位，负极片孔位上设有硬碳负极片，参比电极为一端包覆有参比金属的极耳带，本专利技术的参比金属选用了钠金属或铂金属作为参比金属，该装置在一定的充电制度下，监控正、负极电位的变化，电池在充电过程中，若正极脱出的na+没有及时嵌入到负极内部，多出的部分na+在负极表面被还原，钠金属作为参比电极，钠离子电池在充电过程中的热力学析钠电位为0ｖ（vs. na+/na）；铂金属作为参比电极，钠离子电池在充电过程中的热力学析钠电位为-2 v（vs. pt），硬碳负极的电位小于真实电位或相对稳定电位，则表明硬碳负极存在析钠风险，硬碳负极的电位大于等于真实电位或相对稳定电位，则表明硬碳负极不存在析钠风险；存在析钠风险时，硬碳负极达到热力学析钠电位时对应的荷电态（soc）越高，硬碳负极材料抗析钠性能越高，硬碳负极达到热力学析钠电位的电池端电压越高，则表明硬碳负极抗析钠性能越高。
9、一种上述钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，包括以下步骤：
10、步骤1：将不同的硬碳负极组装至钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置中，并将钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置充电至满电，使用多通道数据记录仪，记录硬碳负极的负极电位；硬碳负极的负极电位小于热力学析钠电位则硬碳负极存在析钠风险，硬碳负极的负极电位大于等于热力学电位则硬碳负极无析钠风险；
11、步骤2：将存在析钠风险的硬碳负极再次组装至钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置中，并使用析钠动力学充放电制度对钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置进行充放电，使用多通道数据记录仪，记录硬碳负极达到热力学电位对应的电池荷电态和电池端电压，分析电池荷电态和电池端电压鉴定硬碳负极的抗析钠性能。
12、作为优选，热力学析钠电位包括钠参比电极热力学电位和铂参比电极热力学电位。
13、 作为优选，步骤1中热力学电位为钠参比电极热力学析钠电位时，硬碳负极的负极电位小于0 v则硬碳负极存在析钠风险，硬碳负极的负极电位大于0 v则硬碳负极无析钠风险。
14、 作为优选，步骤1中热力学电位为铂参比电极热力学析钠电位时，硬碳负极的负极电位小于-2 v则硬碳负极存在析钠风险。硬碳负极的负极电位大于-2 v则硬碳负极无析钠风险。
15、作为优选，步骤2中所述抗析钠性能包括优等抗析钠性能、中等抗析钠性能和劣等抗析钠性能。
16、 作为优选，优等抗析钠性能包括：soc为90~100 ％，中等抗析钠性能包括：soc为60~90 ％，劣等抗析钠性能包括：soc为0~60 ％。
17、 作为优选，优等抗析钠性能还包括：电池端电压为3.79~4.0 v，中等抗析钠性能还包括：电池端电压为3.55~3.79 v，劣等抗析钠性能还包括：电池端电压为3~3.55 v。
18、与现有技术相比，本申请具有以下技术效果：
19、本专利技术提供的不同钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置能够快速对不同的硬碳负极的析钠性能进行检测，该装置对硬碳材料入场检验时，可通过不同硬碳负极的是否存在析钠风险和抗析钠性能来判定不同来源硬碳材料在实际电芯中应对析钠的性能优异，从而在电芯批量生产时为硬碳负极材料选型提供可靠依据，显著提升硬碳负极选型效率，此外本专利技术提供的装置无需对电芯进行拆解即可完成对硬碳负极是否存在析钠风险和抗析钠性能进行高精度检测。
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1.一种钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置，其特征是，包括钠离子电池和位于钠离子电池内的参比电极，所述钠离子电池包括若干层叠的正极片和与正极片对应的负极片，负极片为硬碳负极片，所述参比电极包括极耳带和设于极耳带一端的参比金属。
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置，其特征是，所述极耳带的中端设有绝缘层，极耳带远离参比金属的一端设有极耳胶，所述参比金属位于极耳带的一端。
3.根据权利要求1或2所述的一种钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置，其特征是，所述参比金属包括钠金属和铂金属中的一种。
4.一种根据权利要求1至3任一所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，热力学析钠电位包括钠参比电极热力学电位和铂参比电极热力学电位。
6.根据权利要求4或5任一所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，步骤1中热力学析钠电位为钠参比电极热力学电位时，硬碳负极的负极电位小于0 V则硬碳负极存
7.根据权利要求4或5任一所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，步骤1中热力学析钠电位为铂参比电极热力学电位时，硬碳负极的负极电位小于-2 V则硬碳负极存在析钠风险，硬碳负极的负极电位大于-2 V则硬碳负极无析钠风险。
8.根据权利要求4所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，步骤2中所述抗析钠性能包括优等抗析钠性能、中等抗析钠性能和劣等抗析钠性能。
9.根据权利要求8所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，优等抗析钠性能包括：SOC为90~100 ％，中等抗析钠性能包括：SOC为60~90 ％，劣等抗析钠性能包括：SOC为0~60 ％。
10.根据权利要求8或9任一所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，优等抗析钠性能还包括：电池端电压为3.79~4.0 V，中等抗析钠性能还包括：电池端电压为3.55~3.79 V，劣等抗析钠性能还包括：电池端电压为3~3.55 V。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置，其特征是，包括钠离子电池和位于钠离子电池内的参比电极，所述钠离子电池包括若干层叠的正极片和与正极片对应的负极片，负极片为硬碳负极片，所述参比电极包括极耳带和设于极耳带一端的参比金属。
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置，其特征是，所述极耳带的中端设有绝缘层，极耳带远离参比金属的一端设有极耳胶，所述参比金属位于极耳带的一端。
3.根据权利要求1或2所述的一种钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置，其特征是，所述参比金属包括钠金属和铂金属中的一种。
4.一种根据权利要求1至3任一所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，热力学析钠电位包括钠参比电极热力学电位和铂参比电极热力学电位。
6.根据权利要求4或5任一所述的钠离子电池硬碳负极析钠性能检测装置的应用，其特征是，步骤1中热力学析钠电位为钠参比电极热力学电位时，硬碳负极的负极电位小于0 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：常林荣，陈志刚，苏锋，常福荣，雷少帆，何福俭，谢金意，郝培栋，王子秋，
申请(专利权)人：浙江超恒动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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