【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，具体涉及一种镁基电池的制备方法。
技术介绍
1、随着能源需求的不断提升，人们开始寻求具有更高比容量，更加安全可靠的储能技术，其中镁离子电池就是其中之一。但是镁离子电池仍具有较多问题阻碍了它的实际应用，比如镁离子电池离子迁移相对缓慢，没有合适的商业化镁离子电解液和正极材料使用受限等问题。
2、目前镁离子电池正极材料较为常见的正极材料包括chevrel相mo6s8和普鲁士蓝类似物，chevrel相mo6s8可与apc电解液和镁金属组成电池，该电池放电比容量最高可以达到120mahg-1左右，循环性能较好但其存在工作电压低、能量密度较低的问题，并且合成难度较高、产量较低，因此目前无法进行商业化应用。而普鲁士蓝类似物则具有刚性开放结构，并且具有电压平台高，合成简单方便、成本低廉等优点，因此在实际应用上受到了广泛的关注。
3、通常普鲁士蓝类似物的化学式为axmy[fe(cn)6]z，其中，a为na、k、mg、ca中任一种，m选自过渡金属中的任一种，0≤x≤2，0<y<2，0<z<1。但是，相比锂、钠离子，镁离子的扩散能磊较高，直接使用现有的普鲁士蓝类似物作为正极材料，存在电池容量较低的问题，且镁离子的溶剂化严重，也难以找到合适的电解液与其适配。
4、如现有技术中公开号为cn115133019a公开的一种镁基电池正极材料及高电压镁基电池，该镁基电池正极材料的化学式为axmnym1-y[fe(cn)6]z·nh2o；其中，a为na、k、mg和ca中任一种，m选
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种镁基电池的制备方法，以解决现有镁基电池电解液制作工艺复杂的技术问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种镁基电池的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤一、制备正极极片：将正极材料研磨后与粘结剂和导电剂混合加入溶剂中搅拌制成正极材料浆料，再将正极浆料涂抹在正极集流片上，烘干裁剪后制成正极极片备用；所述正极材料
4、步骤二、配置电解液：将氯化镁、氯化铝、双(三氟甲磺酰基)亚胺镁和双(三氟甲磺酰基)亚胺钠加入到有机溶剂中搅拌2～3h均匀后备用；
5、步骤三、制备负极极片:将负极材料预先打磨至光滑，清洗后烘干备用；
6、步骤四、组装:将上述步骤中得到的正极极片、电解液和负极极片与电池壳和隔膜进行组装得到镁基电池。
7、本方案的原理及优点是：
8、本专利技术中电解液制作工艺简单且对环境要求较低，在镁离子含氯电解液的基础上加入不同含量的钠盐，直接混合即可得到不同浓度的双盐电解液，在一般的实验环境也可以轻松制备。
9、现有技术中使用的有机硼酸酯络合物盐所需制备原料纯度要求较高，且在制备给出中需要二次制备。二次制备中对环境要求苛刻，水分和氧气必须严格要求在0.01pm以下，对操作人员的技术要求较高，难以制备成功。制备有机硼酸酯络合物盐的原料来源较少，价格昂贵，基本不具有工业化生产的前景。本专利技术中电解液选用制作成本较低的金属盐和常规的溶剂作为原料，原料来源广泛易获取，因此更具有工业化生产和商业化使用的前景。
10、同时本专利技术创造性的在电解液中加入双(三氟甲磺酰基)亚胺钠，拓宽了电化学稳定性窗口并能提高电池的循环稳定性。
11、优选的，作为一种改进，所述步骤一中正极材料结构式为axmy[fe(cn)5no)]；其中，a为na、k、mg、ca中任一种，m为一种或多种过渡金属元素，0<x<2，0<y<2；所述过渡金属盐为锰盐、锌盐、钴盐、镍盐中的一种或多种；所述正极材料为八面体形貌，所述正极材料的粒径为2～3μm。
12、本申请中，正极材料通过多种过渡金属掺杂，以及采用硝普酸钠所合成的n＝o替换结构当中的部分c≡n，从而达到降低镁离子在结构当中的扩散能磊，提高电池容量的目的。其中，采用n＝o替换结构当中的部分c≡n可以降低镁离子转移的阻抗，促进镁离子的扩散，并且取代后具有较小的结构水从而提高循环稳定性。八面体形貌和较大的粒径可以为正极材料带来更为稳定的结构，提高材料的稳定性。
13、优选的，作为一种改进，所述步骤一中导电剂为乙炔黑和科琴黑中任意一种；粘结剂为pvdf(聚偏二氟乙烯)或ptef(聚四氟乙烯)；溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
14、本申请中，所用粘结剂和导电剂均为常规使用的材料，原料来源广泛易得，适合实验室和工业化大规模生产。
15、优选的，作为一种改进，所述步骤一中正极材料：粘结剂：导电剂的质量比为6-8:1-3:1-3。
16、本申请中，控制正极材料与粘结剂以及导电剂的质量比可以获得质量稳定的正极极片，若导电剂含量过多则容易导致正极极片放电性能过剩，与负极材料不匹配，降低电池性能。粘结剂含量过多则会导致正极极片无法正常使用。
17、优选的，作为一种改进，所述氯化镁与氯化铝和双(三氟甲磺酰基)亚胺镁以及双(三氟甲磺酰基)亚胺钠的添加量摩尔比为2:1:1:1-3。
18、本申请中，氯化镁与氯化铝和双(三氟甲磺酰基)亚胺镁作为常规的电解液，其配比基本较为稳定，而在添加双(三氟甲磺酰基)亚胺钠后，需要限制双(三氟甲磺酰基)亚胺钠的添加量，以保证电解液可以正常工作。若双(三氟甲磺酰基)亚胺钠的添加量过高，则无法溶解，电解液无法正常工作；若含量较低，则制备的镁基电池比容量较低。
19、优选的，作为一种改进，所述步骤二中有机溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚或三乙二醇二甲醚中的任意一种。
20、本申请中，氯化镁、氯化铝等溶解度较低，添加有机溶剂可以保证各原料溶解混合充分。同时上述溶剂均为常规溶剂，生产制备成本低。
21、优选的，作为一种改进，所述步骤三中负极材料包括镁箔；所述镁箔厚度大于等于0.1mm。
22、本申请中，由于所得电解液具有腐蚀性，在高电压下会对负极有一定的腐蚀作用，导致在循环期间容易产生软短路现象，因而产生负极穿孔，因此需要选择0.1mm以上的镁箔避免穿孔的产生。
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1.一种镁基电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种镁基电池的制备方法，其特征在于：所述步骤一中正极材料结构式为AXMy[Fe(CN)5NO)]；其中，A为Na、K、Mg、Ca中任一种，M为一种或多种过渡金属元素，0<x<2，0<y<2；所述过渡金属盐为锰盐、锌盐、钴盐、镍盐中的一种或多种；所述正极材料为立方八面体形貌，所述正极材料的粒径为2～3μm。
3.根据权利要求2所述的一种镁基电池的制备方法，其特征在于：所述步骤一中导电剂为乙炔黑和科琴黑中任意一种；粘结剂为聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯；溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
4.根据权利要求3所述的一种镁基电池的制备方法，其特征在于：所述步骤一中正极材料：粘结剂：导电剂的质量比为6-8:1-3:1-3。
5.根据权利要求4所述的一种镁基电池的制备方法，其特征在于：所述氯化镁与氯化铝和双(三氟甲磺酰基)亚胺镁以及双(三氟甲磺酰基)亚胺钠的添加量摩尔比为2:1:1:1-3。
6.根据权利要求5所述的一种镁基电池的制备方法，其特征
7.根据权利要求6所述的一种镁基电池的制备方法，其特征在于：所述步骤三中负极材料包括镁箔；所述镁箔厚度大于等于0.1mm。
...【技术特征摘要】
1.一种镁基电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种镁基电池的制备方法，其特征在于：所述步骤一中正极材料结构式为axmy[fe(cn)5no)]；其中，a为na、k、mg、ca中任一种，m为一种或多种过渡金属元素，0<x<2，0<y<2；所述过渡金属盐为锰盐、锌盐、钴盐、镍盐中的一种或多种；所述正极材料为立方八面体形貌，所述正极材料的粒径为2～3μm。
3.根据权利要求2所述的一种镁基电池的制备方法，其特征在于：所述步骤一中导电剂为乙炔黑和科琴黑中任意一种；粘结剂为聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯；溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：瞿佰华，黄凯封，黄光胜，王敬丰，潘复生，
申请(专利权)人：重庆新型储能材料与装备研究院，
类型：发明
国别省市：
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