本发明专利技术涉及钠离子电池技术领域，特别涉及一种负极极片及其制备方法和钠离子电池，包括：一种改性负极活性材料，包括表面包覆聚多巴胺的负极活性材料；一种负极集流体，包括表面涂布底涂层的负极集流体；一种负极极片，包括改性负极活性材料或负极集流体；一种钠离子电池，包括改性负极活性材料、负极集流体或负极极片。本发明专利技术能够增强改性负极活性材料和负极集流体与其他组件的粘结效果，提高柔韧性，减少电池工作循环过程中因粘附力下降而导致的负极活性物质脱落的问题，延长电池的循环寿命；能够有效提升负极集流体的导电性，减小改性负极活性材料与金属箔之间的界面电阻，从而提升钠离子电池的充放电的倍率性能，进一步延长电池的循环寿命。
1、随着科学技术的不断发展，人类对能源的需求与日俱增。如今，大量使用传统化石燃料造成的能源紧张和环境恶化成为了全球共同关注的焦点，因此，需要大力开发新能源以解决能源短缺和环境污染的问题。
2、钠离子电池以其具有的使用寿命长、安全性高、理论成本低且资源丰富的特性而被广泛研究。其中，负极在钠离子电池中起到负载和释放钠离子的核心作用，直接影响着电池的动力学性能。目前，钠离子电池的负极材料主要分为碳基材料、钛基材料、合金材料和有机化合物材料等。其中，碳基材料，如石墨、石墨烯、无定形碳等，因其优异的综合性能和高性价比，成为负极材料的主流发展方向。而无定形碳中的硬碳又以高储钠比容量、低膨胀效应和低成本受到科研工作者的关注。但是，硬碳因其结构具有的润滑、可塑性差、比表面积大的特性，也造成了将硬碳应用于钠离子电池时，也存在首效低、压实度低、制备的负极极片剥离力低和柔韧性差等问题，使得硬碳的应用受到限制。因此，需要提供一种优化的负极材料和负极极片来提高钠离子电池的工作性能。
>4、可能的实施方式中，所述改性负极活性材料的制备方法，包括：5、s11：提供负极活性材料、多巴胺单体和缓冲液；
6、s12：将所述负极活性材料加入所述缓冲液中，调节ph值，在第一预设温度下持续搅拌，得到第一混合分散液；
7、s13：将所述多巴胺单体加入所述第一混合分散液中，在第二预设温度下持续搅拌，得到第二混合分散液；
8、s14：将所述第二混合分散液过滤，洗涤，干燥后得到所述改性负极活性材料，所述改性负极活性材料包括表面包覆聚多巴胺的负极活性材料。
9、可能的实施方式中，所述步骤s11中的所述缓冲液为tris-hcl缓冲液；
10、可能的实施方式中，所述步骤s11中的所述缓冲液的浓度为5～15mmol/l；
11、可能的实施方式中，所述步骤s11中的所述缓冲液的ph值为8～10；
12、可能的实施方式中，所述步骤s12中的所述第一预设温度为20～30℃；
13、可能的实施方式中，所述步骤s12中的所述持续搅拌的第一时长为6～15h；
14、可能的实施方式中，所述步骤s13中的所述第二预设温度为20～30℃；
15、可能的实施方式中，所述步骤s13中的所述持续搅拌的第二时长为24～36h。
16、本专利技术提供了一种负极集流体，包括表面涂布底涂层的负极集流体。
17、可能的实施方式中，所述底涂层为聚多巴胺和导电剂形成的复合层。
18、可能的实施方式中，所述负极集流体的制备方法，包括：
19、s21：提供金属箔、多巴胺单体、缓冲液、导电剂和溶剂；
20、s22：将所述多巴胺单体加入所述缓冲液中，调节ph，在第三预设温度下持续搅拌，得到多巴胺溶液；
21、s23：将所述导电剂加入所述溶剂，得到导电剂分散液；
22、s24：将所述金属箔浸于所述多巴胺溶液与所述导电剂分散液的混合溶液中，并在第四预设温度下缓慢震荡；
23、s25：取出金属箔后清洗，烘干后得到表面涂布底涂层的所述负极集流体。
24、可能的实施方式中，所述步骤s21中的所述金属箔为铝箔；
25、可能的实施方式中，所述步骤s21中的所述导电剂为石墨、导电炭黑和科琴黑中的一种或几种；
26、可能的实施方式中，所述步骤s21中的所述缓冲液为tris-hcl缓冲液；
27、可能的实施方式中，所述步骤s21中的所述缓冲液的浓度为5～15mmol/l；
28、可能的实施方式中，所述步骤s21中的所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和二甲基亚砜(dmso)中的任一种；
29、可能的实施方式中，所述步骤s22中的所述缓冲液的ph值为8～10；
30、可能的实施方式中，所述步骤s22中的所述第三预设温度为25～30℃；
31、可能的实施方式中，所述步骤s22中的所述持续搅拌的时长为2～6h；
32、可能的实施方式中，所述步骤s23中的所述导电剂的体积分数为6～8％；
33、可能的实施方式中，所述步骤s24中的所述混合溶液中所述多巴胺溶液与所述导电剂分散液的体积比为1:8～12；
34、可能的实施方式中，所述步骤s24中的所述第四预设温度为25～30℃；
35、可能的实施方式中，所述步骤s24中的所述缓慢震荡的时长为24～48h；
36、可能的实施方式中，所述步骤s25中的所述烘干的温度为60～80℃。
37、本专利技术提供了一种负极极片，包括上述改性负极活性材料或上述负极集流体。
38、可能的实施方式中，还包括导电剂和粘结剂；
39、可能的实施方式中，所述负极极片中的所述改性负极活性材料、导电剂和粘结剂的质量比为92～96％:2～5％:1～3％；
40、可能的实施方式中，所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、导电石墨、科琴黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或至少两种的混合物；
41、可能的实施方式中，所述粘结剂为羧甲基纤维素钠(cmc)和丁苯橡胶(sbr)的组合物、聚丙烯酸(paa)、聚丙烯腈(pan)和聚四氟乙烯(ptfe)中的一种或至少两种的混合物。
42、本专利技术还提供了一种钠离子电池，包括改性负极活性材料、负极集流体或负极极片。
43、可能的实施方式中，所述改性负极活性材料，包括表面包覆聚多巴胺的硬碳。
44、可能的实施方式中，所述改性负极活性材料的制备方法，包括：
45、s11：提供硬碳、多巴胺单体和缓冲液；
46、s12：将所述硬碳加入所述缓冲液中，调节ph值，在第一预设温度下持续搅拌，得到第一混合分散液；
47、s13：将所述多巴胺单体加入所述第一混合分散液中，在第二预设温度下持续搅拌，得到第二混合分散液；
48、s14：将所述第二混合分散液过滤，洗涤，干燥后得到所述改性负极活性材料，所述改性负极活性材料包括表面包覆聚多巴胺的硬碳。
49、可能的实施方式中，所述步骤s11中的所述缓冲液为tris-hcl缓冲液；
50、可能的实施方式中，所述步骤s11中的所述缓冲液的浓度为5～15mmol/l；
51、可能的实施方式中，所述步骤s11本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性负极活性材料，其特征在于，包括表面包覆聚多巴胺的负极活性材料，所述负极活性材料为硬碳。
2.根据权利要求1所述的改性负极活性材料，其特征在于，所述改性负极活性材料的制备方法，包括：
3.根据权利要求2所述的改性负极活性材料，其特征在于，所述制备方法满足下述特征中的至少之一：
4.一种负极集流体，其特征在于，包括表面涂布底涂层的负极集流体。
5.根据权利要求4所述的负极集流体，其特征在于，所述底涂层为聚多巴胺和导电剂形成的复合层。
6.根据权利要求4或5所述的负极集流体，其特征在于，所述负极集流体的制备方法，包括：
7.根据权利要求6所述的负极集流体，其特征在于，所述制备方法满足下述特征中的至少之一：
8.一种负极极片，其特征在于，包括权利要求1-3中任一项的改性负极活性材料或权利要求4-7中任一项的负极集流体。
9.根据权利要求8所述的负极极片，其特征在于，所述负极极片满足下述特征中的至少之一：
10.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括权利要求1-3中任一项的改性负极活性材料、权利要求4-7中任一项的负极集流体或权利要求8-9中任一项的负极极片。
...
【技术特征摘要】
1.一种改性负极活性材料，其特征在于，包括表面包覆聚多巴胺的负极活性材料，所述负极活性材料为硬碳。
2.根据权利要求1所述的改性负极活性材料，其特征在于，所述改性负极活性材料的制备方法，包括：
3.根据权利要求2所述的改性负极活性材料，其特征在于，所述制备方法满足下述特征中的至少之一：
4.一种负极集流体，其特征在于，包括表面涂布底涂层的负极集流体。
5.根据权利要求4所述的负极集流体，其特征在于，所述底涂层为聚多巴胺和导电剂形成的复合层。
6.根据权利要求4或5所述的负极集流体，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张筱烨，瞿诗鹏，宣策，魏佳骏，
申请(专利权)人：江苏众钠能源科技有限公司，
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。