【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高普鲁士蓝钠离子电池循环性的方法，属于二次电池。
技术介绍
1、钠离子电池是一种二次电池，根据文献报道，其正极材料主要分为层状氧化物材料、聚阴离子材料和普鲁士蓝材料。其中，普鲁士蓝材料具有合成工艺简单、成本低廉和比容量高的优点。然而，普鲁士蓝材料在空气中具有极强的吸水性，这部分水对普鲁士蓝材料组装的电池的性能和寿命具有极大的危害。
2、目前针对普鲁士蓝的脱水问题，有效策略不多。原因在于结晶水分子和普鲁士蓝开放框架中的碱金属离子的结合非常牢固，虽然可以通过真空/高温暂时性地实现脱水，但是在后续的电芯加工环节大概率会发生二次吸水，从而将水分重新引入普鲁士蓝电池中来，依然无法消除水分对普鲁士蓝电池循环性能的影响。此外还有一些针对材料端除水的技术方案。现有文献一(cn116715255a)是针对普鲁士蓝材料端进行改性，具体采用的是纳米氧化钙对普鲁士蓝材料进行脱水，虽然在文献描述的环境下可以实现材料的脱水，但是具有时效性，有可能由于改性后的复合材料持续暴露于空气中，而包含的干燥剂组分(氧化钙)达到了饱和吸附量，此时普鲁士蓝材料依然会继续吸水。现有文献二(cn115939376a)的方案则是在文献一的基础上，向复合材料体系中引入无机胶粘剂和表面活性剂，依然存在时效性的问题。另一方面，文献一和文献二都是在正极材料组成上引入了碱性的纳米氧化钙/碱土金属氧化物，这种组成会导致正极粘结剂发生交联，形成“果冻”状态，无法涂布。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种提高
2、本专利技术的原理是绕开直接针对普鲁士蓝材料去除结晶水的问题，而是在电芯这一整体层面引入除水的组分(干燥剂)，使得普鲁士蓝材料中的水分离开材料的框架孔洞后，依然可以被束缚住，而不是游离在电解液，发生不需要的副反应。在电芯制造过程完成后，电池可执行正常的放电，使普鲁士蓝钠离子电池后续循环处在一个脱水的状态。
3、本专利技术采用如下技术方案：
4、一种提高普鲁士蓝钠离子电池循环性的方法，所述钠离子电池以普鲁士蓝材料为正极材料，其特征在于，在电芯制造过程中引入干燥剂，所述干燥剂的有效化学成分为中性碱土金属盐。
5、作为一种实施方案，向电芯中引入的干燥剂的形式为干燥剂颗粒，可以使用高分子胶将干燥剂粉末造粒并加入到电芯中，加入的位置可以是在电芯的正面、侧面或底面。优选的，所述干燥剂颗粒的粒径为0.8～2mm。制备干燥剂颗粒的方法需根据高分子胶的特性而定。以采用聚氯乙烯(pvc)为例，将干燥剂粉末与聚氯乙烯按(5～10):1的质量组分比混合均匀，然后送入挤出机进行熔融并挤出条状，最后粉碎成干燥剂颗粒。
6、作为另一种实施方案，向电芯中引入的干燥剂的形式为干燥剂薄膜，可以使用高分子胶将干燥剂粉末制作成膜并加入到电芯中，可以将干燥剂薄膜放置在正极与隔膜之间或者负极与隔膜之间。优选的，所述干燥剂薄膜的厚度为20～50μm。制备干燥剂薄膜的方法根据高分子胶的特性而定。例如，将干燥剂粉末、聚偏二氟乙烯(pvdf)以及n-甲基吡咯烷酮均匀混合，制得浆料并将其用刮刀刮涂在基底(材质可选为玻璃、金属或聚四氟乙烯)上并进行烘干。之后将基底和基底之上的膜层同时浸在80℃的水中，分离膜和基底，将收集到的膜在真空200℃下烘烤24小时，即可制得干燥剂薄膜。
7、作为又一种实施方案，向电芯中引入的干燥剂的形式为干燥剂涂层，可以将干燥剂粉末和高分子胶在溶剂中混匀制作成浆料，并涂布到电池正、负极极片或者隔膜的表面，干燥成膜，随着电池正、负极极片或者隔膜组装到电芯中。优选的，所述干燥剂涂层涂布在隔膜表面正对正极极片的一侧。所述干燥剂涂层的厚度优选为2～30μm。制作所述浆料优选采用非质子极性溶剂，例如n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲亚砜等。浆料中干燥剂粉末和高分子胶的质量比为(5～10):1。
8、作为再一种实施方案，向电芯中引入的干燥剂的方式为将干燥剂粉末混入电极材料中，并一同涂布到电池正极和/或负极集流体上，干燥成膜，随着电池正、负极极片组装到电芯中。优选的，将干燥剂粉末和普鲁士蓝材料混合后涂布在正极集流体上，其中干燥剂粉末和普鲁士蓝材料的质量比为1:(5～30)。
9、本专利技术所述的中性碱土金属盐，优选为mgcl2、cacl2、mgso4、caso4中一种或者多种的组合。
10、上述技术方案中，所述高分子胶可以选自聚偏二氯乙烯(pvdf)、聚氯乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种。
11、本专利技术通过向电芯中引入中性碱土金属盐干燥剂，绕开了普鲁士蓝材料的脱水难题，同时使普鲁士蓝钠离子电池能在低的水分浓度下运行，其循环寿命得到极大提高。
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1.一种提高普鲁士蓝钠离子电池循环性的方法，所述钠离子电池以普鲁士蓝材料为正极材料，其特征在于，在电芯制造过程中引入干燥剂，所述干燥剂的有效化学成分为中性碱土金属盐。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中性碱土金属盐选自MgCl2、CaCl2、MgSO4和CaSO4中一种或多种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用高分子胶将干燥剂粉末造粒并加入到电芯中，所形成的干燥剂颗粒的粒径为0.8～2mm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用高分子胶将干燥剂粉末制作成膜并加入到电芯中，所形成的干燥剂薄膜的厚度为20～50μm。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥剂薄膜放置在正极与隔膜之间或者负极与隔膜之间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将干燥剂粉末和高分子胶在溶剂中混匀制作成浆料，并涂布到电池正极极片、负极极片或者隔膜的表面，干燥成膜，随着电池正极极片、负极极片或者隔膜组装到电芯中。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述溶剂为非质子极性溶剂，浆料中干燥剂粉末
8.如权利要求3～7任一所述的方法，其特征在于，所述高分子胶选自聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将干燥剂粉末混入电极材料中，并一同涂布到电池正极和/或负极集流体上，干燥成膜，随着电池正极极片和/或负极极片组装到电芯中。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将干燥剂粉末和普鲁士蓝材料混合后涂布在正极集流体上，其中干燥剂粉末和普鲁士蓝材料的质量比为1:(5～30)。
...【技术特征摘要】
1.一种提高普鲁士蓝钠离子电池循环性的方法，所述钠离子电池以普鲁士蓝材料为正极材料，其特征在于，在电芯制造过程中引入干燥剂，所述干燥剂的有效化学成分为中性碱土金属盐。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中性碱土金属盐选自mgcl2、cacl2、mgso4和caso4中一种或多种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用高分子胶将干燥剂粉末造粒并加入到电芯中，所形成的干燥剂颗粒的粒径为0.8～2mm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用高分子胶将干燥剂粉末制作成膜并加入到电芯中，所形成的干燥剂薄膜的厚度为20～50μm。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥剂薄膜放置在正极与隔膜之间或者负极与隔膜之间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将干燥剂粉末和高分子胶在溶剂中混匀制作成...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈继涛，杨俊峰，罗峻荣，
申请(专利权)人：北京禾电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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