【技术实现步骤摘要】
本申请涉及钠离子电池，具体涉及一种预钠化装置、预钠化方法以及钠离子电池。
技术介绍
1、近年来，钠离子电池因其成本优势和可持续的资源供应而被认为是潜在的锂离子电池替代品。虽然钠离子电池的电极材料研究在过去十年取得了显著进展，但仍存在一个共性问题，即负极材料的初始库伦效率较低，这一问题一直是制约钠离子电池能量密度进一步提升的主要因素。在钠离子电池体系中，电池循环过程中所需要的钠离子全部由正极材料提供，负极的ice过低意味着大量的活性钠离子在首圈充放电过程中被不可逆地消耗，这使得电池的可逆容量下降及循环寿命缩短。针对这一问题，研究者在钠离子电池中采取了多项工作，包括材料设计和电解液优化等，以降低不可逆容量损失。然而，尽管已经付出了大量努力，但完全消除钠离子电池中的钠消耗仍然是一个挑战。因此，对电极材料进行预钠化成为解决这一问题的一项重要策略。
2、预钠化技术的发展过程与预锂化技术有着相似的脉络。当前的预钠化技术基本上延续了更为深入研究的预锂化技术的技术路线。预钠化技术的基本原理是在负极或正极材料中预先添加额外的活性钠，以补偿首圈充放电过程中的不可逆容量损失，从而实现整个电池的能量密度和循环寿命的显著提升。但仍然存在提升效果不明显，过程工艺较为复杂、成本较高等问题；此外现有电化学预钠化手段涉及到电池的拆解与再组装，工艺较为繁琐，预钠化程度不均匀，难以实现量产化应用。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种预钠化装置、预钠化方法以及钠离子电池。其装置结构简单，操作简便，通过
2、本申请的技术方案如下：
3、一方面，本申请实施例提供了一种预钠化装置，其包括嵌钠铝框体和顶板，上述嵌钠铝框体包括第一嵌钠铝板、第二嵌钠铝板和第三嵌钠铝板，上述第一嵌钠铝板和上述第三嵌钠铝板对称设置；上述第二嵌钠铝板的一端与上述第一嵌钠铝板连接，另一端与上述第三嵌钠铝板连接；上述第二嵌钠铝板分别垂直于上述第一嵌钠铝板和上述第二嵌钠铝板；
4、还包括顶板，上述顶板设置于上述嵌钠铝框体的顶部且与上述第二嵌钠铝板抵接；上述顶板设置有铝极柱和用于注入电解液的第一注液孔；上述铝极柱贯穿上述顶板与上述第二嵌钠铝板抵接；上述第二嵌钠铝板设置有与上述第一注液孔相对应的第二注液孔。
5、进一步的，在本申请的一些实施例中，上述第二嵌钠铝板活动设置于上述第一嵌钠铝板和上述第三嵌钠铝板之间，上述第一嵌钠铝板和上述第三嵌钠铝板的顶端设置有限位块，上述顶板的底部设置有与上述限位块相匹配的凹陷部。
6、进一步的，在本申请的一些实施例中，上述嵌钠铝框体的截面呈凵字形。
7、进一步的，在本申请的一些实施例中，上述第一嵌钠铝板、上述第二嵌钠铝板和上述第三嵌钠铝板均由金属钠涂层隔膜嵌入铝板形成。
8、在上述实施例中，三个嵌钠铝板中，金属钠涂层隔膜部分作为预钠化时所需的钠源，而铝板部分则主要作为结构件和导电媒介，金属钠涂层隔膜均匀覆盖在铝板的内侧，在使用时金属钠涂层隔膜部分靠近电芯；通过采用这种设计方式，能够更好的实现预钠化程度的均匀控制。
9、另一方面，本申请实施例提供了一种预钠化方法，其通过上述预钠化装置实现，其包括如下步骤：
10、前期准备：准备电芯、正负极盖板和电池壳体，上述电池壳体两端敞口；
11、装配：将嵌钠铝框体插入至上述电池壳体内部，分别使上述第一嵌钠铝板、上述第三嵌钠铝板的外壁与上述电池壳体的两侧内壁相抵接；
12、将上述电芯的极耳与上述正负极盖板上的极柱焊接好后，将上述电芯插入至上述嵌钠铝框体中，使上述电芯远离极耳的一端与上述第二嵌钠铝板抵接，并使上述电芯的两侧分别与上述第一嵌钠铝板、上述第二嵌钠铝板的内壁贴合，此时上述电池壳体包覆上述嵌钠铝框体以及上述电芯，然后将上述正负极盖板与上述电池壳体的端部焊接；
13、注液：通过上述第一注液孔以及上述第二注液孔向上述电池壳体内部注入电解液，使电解液浸润上述电芯；
14、预钠化处理：注液完成后，将装配好的整个设备置于电池化成柜，将电池化成柜的负极充电探针通过上述正负极盖板与上述电芯的负极连接；将电池化成柜的正极充电探针与上述铝极柱连接，进行预钠化处理；
15、化成：预钠化处理结束后，继续在电池化成柜中进行化成处理；
16、电池封装：准备一个封装盖板；化成处理结束后，将上述预钠化装置拆除，将上述封装盖板焊接在上述电池壳体远离上述正负极盖板的一端，进行封装；
17、二次注液：封装后，对得到的半成品电池进行二次注液处理，补充内部的电解液。
18、进一步的，在本申请的一些实施例中，上述装配步骤中，上述电芯插入至上述嵌钠铝框体中，使电芯分别与上述第一嵌钠铝板、第二嵌钠铝板、第三嵌钠铝板抵接贴合时，三个嵌钠铝板上的金属钠涂层隔膜部分均靠近上述电芯。
19、进一步的，在本申请的一些实施例中，上述注液步骤中，采用真空-正压循环的方法向上述电池壳体内部注入电解液，其过程中，真空压力≤-95kpa，正压200～500kpa，循环次数≥3次。
20、进一步的，在本申请的一些实施例中，上述预钠化处理步骤中，采用恒流放电的方式进行预钠化处理，放电电流为0.2～0.6a，以放电容量为截止条件，截止容量为1～5％soc；预钠化处理的时间为24～48h。
21、进一步的，在本申请的一些实施例中，上述化成步骤中，化成处理的温度条件为25±3℃。
22、进一步的，在本申请的一些实施例中，上述二次注液步骤中，采用真空-常压的方式进行二次注液处理，其过程中，真空压力为-50～-95kpa。
23、再一方面，本申请实施例还提供了一种钠离子电池，其经过上述预钠化方法进行处理并组装制得。
24、相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：
25、其预钠化装置结构简单，操作方便，有利于控制工艺成本，便于规模化生产应用。
26、其预钠化方法采用上述预钠化装置实现，工艺过程中，以预钠化装置插入电池壳体，电芯插入预钠化装置的装配方式，并由预钠化装置提供钠源，在预钠化处理结束后，拆除预钠化装置，以便于移除多余钠源，从而提高电芯安全性；同时便于对预钠化效果进行监控，保障预钠化电芯均匀一致性。
27、通过其预钠化装置和预钠化方法，对电芯进行预钠化处理，并最终组装得到成品电池，能够有效提升电池电性能，提升其首圈库伦效率以及循环性能，并提高成品电池的安全性。同时其整个工艺可直接应用于现有钠离子电池生产线，能够有效降低预钠化生产成本，具有极高的推广应用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种预钠化装置，其特征在于，其包括嵌钠铝框体和顶板，所述嵌钠铝框体包括第一嵌钠铝板、第二嵌钠铝板和第三嵌钠铝板，所述第一嵌钠铝板和所述第三嵌钠铝板对称设置；所述第二嵌钠铝板的一端与所述第一嵌钠铝板连接，另一端与所述第三嵌钠铝板连接；所述第二嵌钠铝板分别垂直于所述第一嵌钠铝板和所述第二嵌钠铝板；
2.根据权利要求1所述的一种预钠化装置，其特征在于，所述第二嵌钠铝板活动设置于所述第一嵌钠铝板和所述第三嵌钠铝板之间，所述第一嵌钠铝板和所述第三嵌钠铝板的顶端设置有限位块，所述顶板的底部设置有与所述限位块相匹配的凹陷部。
3.根据权利要求1所述的一种预钠化装置，其特征在于，所述嵌钠铝框体的截面呈凵字形。
4.根据权利要求1所述的一种预钠化装置，其特征在于，所述第一嵌钠铝板、所述第二嵌钠铝板和所述第三嵌钠铝板均由金属钠涂层隔膜嵌入铝板形成。
5.一种预钠化方法，其特征在于，其通过如权利要求1～4任意一项所述的预钠化装置实现，其包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种预钠化方法，其特征在于，所述注液步骤中，采用真空-正压循环的
7.根据权利要求5所述的一种预钠化方法，其特征在于，所述预钠化处理步骤中，采用恒流放电的方式进行预钠化处理，放电电流为0.2～0.6A，以放电容量为截止条件，截止容量为1～5％SOC；预钠化处理的时间为24～48h。
8.根据权利要求5所述的一种预钠化方法，其特征在于，所述化成步骤中，化成处理的温度条件为25±3℃。
9.根据权利要求5所述的一种预钠化方法，其特征在于，所述二次注液步骤中，采用真空-常压的方式进行二次注液处理，其过程中，真空压力为-50～-95kPa。
10.一种钠离子电池，其特征在于，其经过如权利要求5～9任意一项所述的预钠化方法进行处理并组装制得。
...【技术特征摘要】
1.一种预钠化装置，其特征在于，其包括嵌钠铝框体和顶板，所述嵌钠铝框体包括第一嵌钠铝板、第二嵌钠铝板和第三嵌钠铝板，所述第一嵌钠铝板和所述第三嵌钠铝板对称设置；所述第二嵌钠铝板的一端与所述第一嵌钠铝板连接，另一端与所述第三嵌钠铝板连接；所述第二嵌钠铝板分别垂直于所述第一嵌钠铝板和所述第二嵌钠铝板；
2.根据权利要求1所述的一种预钠化装置，其特征在于，所述第二嵌钠铝板活动设置于所述第一嵌钠铝板和所述第三嵌钠铝板之间，所述第一嵌钠铝板和所述第三嵌钠铝板的顶端设置有限位块，所述顶板的底部设置有与所述限位块相匹配的凹陷部。
3.根据权利要求1所述的一种预钠化装置，其特征在于，所述嵌钠铝框体的截面呈凵字形。
4.根据权利要求1所述的一种预钠化装置，其特征在于，所述第一嵌钠铝板、所述第二嵌钠铝板和所述第三嵌钠铝板均由金属钠涂层隔膜嵌入铝板形成。
5.一种预钠化方法，其特征在于，其通过如权利要求1～4任意一项所述的预钠...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晶晶，韩勋建，宋春华，韩征明，杜兴华，雷玉琪，蒋成，
申请(专利权)人：四川兴储能源科技有限公司，
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。