一种电池电极材料及制备方法

本发明主要涉及电池的，具体为一种电池电极材料及制备方法。

背景技术：

1、电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

2、现有技术一种钠离子电池及钠离子电极制备工艺，其中钠离子电池包括电芯；所述电芯端部对称设置有电极端，所述电芯外部设有能够一体式连接的防护壳、防护盖与滑板；其中钠离子电极制备工艺通过先将溶剂与导电剂混合制得导电剂悬浮液，同时将粘接剂与活性物质干粉混合，再将导电剂悬浮液与混合后的干粉进行捏合，随后通过稀释后制得的电池浆料。

3、但是现有技术电池氧化物正极材料的能量密度不够高，电化学性能不高，导致电池综合性能不够高，电池材料费用高，在制备过程中需要先通过设备对粉料进行混合在将混合后的粉料移至搅拌容器中通过搅拌设备进行搅拌，粉末混合设备和浆料搅拌设备容易出现内部的物料粘连到内壁上，导致混合不均匀，且需要使用不同的设备进行操作，来回操作不同设备降低了加工的效率，增加了工作人员的劳动强度。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种电池电极材料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种电池电极材料,电池电极材料原料由含氧化物的磷钨酸钠复合物粉、石墨粉、铜合金粉、水性环氧树脂和固化剂组成。

4、本技术方案具体的，所述含氧化物的磷钨酸钠复合物粉、石墨粉、铜合金粉、环氧树脂和固化剂质量比为1:1-1.2:0.6-0.7:1.2-1.4，所述水性环氧树脂与所述固化剂的质量比为1:0.6-0.8。

5、根据以上的一种电池电极材料的技术方案，还将提供一种电池电极材料制备方法，包括铜合金粉末的制备、铝合金粉的制备和电池电极材料混合制备，所述铜合金粉的制备包括以下步骤：

6、s1、取hmn62-3-3-1合金的废料，放入电阻炉中熔化。

7、s2、在在熔化中加入其它元素zn、ni、v融化，熔化温度为1200-1280℃，然后浇注成合金锭，得到的合金锭的成分为：cu为61-63％，fe为0.5-1.3％，pb为0.2-0.6％，si为2.2-3.8％，v为0.01-0.03％，ni为0.5-1.3％，余量锌。

8、s3、然后将合金锭放入感应炉坩埚中，坩埚底孔设有直径1-2mm的直径，当坩埚中的合金熔化后，可在氮气压力作用下流出，正好和坩埚底孔下部设旋转的钼合金转轮接触，形成甩带，熔化温度1210-1290℃，熔化后保温6-11分钟，氮气压力为9-1.2大气压，钼合金转轮边缘的线速度为20-23m/s。

9、s4、将合金条加热至320-350℃，保温20-30分钟，取出后直接带放入-50至-60℃环境中，保温20-30分钟后。

10、s5、将合金条放入球磨机中粉碎成粒度为20-30微米的铜合金粉备用。

11、本技术方案具体的，所述铝合金粉的制备包括以下步骤：

12、s1、在1000ml水中加入0.7mol的氢氧化钠，搅拌15分钟，随后再加入0.6mol的氢氧化钠搅拌，然后加入1.25mol的磷钨酸，在搅拌条件下反应3-5分钟，然后放入zno、cuo及v2o粉，继续混和得到含zno的钨酸钠，氢氧化钠和zno、cuo及v2o3的重量比为1：1-3：0.3-0.5：0.3-0.5。

13、s2、然后放入球磨机中粉碎成粒度为20-30微米的含氧化物的磷钨酸钠复合物粉体，zno、cuo及v2o3粉体的颗粒大小为50-60微米。

14、本技术方案具体的，所述电池电极材料混合制备包括以下步骤：

15、s1、通过称重设备，将电池电极材料按含氧化物的磷钨酸钠复合物粉，石墨粉铜合金分水性环氧树脂加固化剂的质量比为1∶1-1.2∶0.6-0.7∶1.2-1.4进行配料称重备用。

16、s2、首先将含氧化物的磷钨酸钠复合物、石墨粉、铜合金粉混合，加入到一体式混合搅拌设备中进行混合，得到混合粉料。

17、s3、向一体化混合设备中加入水性环氧树脂加和固化剂，搅拌行程桨。

18、s4、将浆料涂在布上，涂布单面面密度为200-230g/m2，双面面密度为400-460g/m2，形成初级正极片。

19、s5、将初级电极片进行辊压、分条、模切并得到所需的电极大小尺寸。

20、本技术方案具体的，所述一体式混合搅拌设备包括有设备桶，所述设备桶一侧外壁设置有摇晃机构，所述设备桶内部设置有用于进行搅拌混合的搅拌混合机构。

21、本技术方案具体的，所述摇晃机构包括有支撑架，所述支撑架顶部一侧连接有固定架，所述固定架呈倒u字形结构设置，位于所述支撑架上方所述固定架下方设置有驱动组件，所述固定架顶部设置有第一固定座，所述第一固定座上连接有固定轴，所述固定轴上连接有行程环和第一齿轮，所述行程环呈矩形结构设置，所述第一齿轮呈扇形结构设置，所述行程环和所述第一齿轮通过所述固定轴与第一固定座转动相连接，所述行程环内部开设有行程槽，位于所述第一齿轮外壁所述固定轴上连接有固定螺帽。

22、本技术方案具体的，所述驱动组件包括有驱动电机，所述驱动电机通过连接座与所述支撑架顶部相固定，所述驱动电机输出端连接有转动杆，所述转动杆呈z字形结构设置，所述转动杆贯穿所述行程槽并延伸至其外部。

23、本技术方案具体的，位于所述支撑架上所述第一齿轮下方设置有第二固定座，所述第二固定座内部贯穿连接有转轴，所述转轴靠近所述连接座一端连接固定连接有第二齿轮，所述转轴另一端与所述设备桶相连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合相连接。

24、本技术方案具体的，所述搅拌混合机构包括有搅拌杆，所述搅拌杆上连接有搅拌叶片，所述搅拌叶片与所述设备桶内壁相接，所述搅拌杆一端与所述设备桶内壁通过轴承相连接，另一端贯穿所述设备桶连接有搅拌电机，所述搅拌电机与设备桶外壁相固定。

25、综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

26、1、本技术制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产，通过一体式混合搅拌设备进行搅拌混合时可进行来回翻转，通过设置与设备桶相抵接的搅拌叶片对设备桶进行刮壁，保证混合翻转和摇晃均匀性的同时防止粉末混合和浆料搅拌的物料粘连到内壁上，导致混合不均匀，一个设备完成多种功能，不需要使用不同的设备进行操作，提高工作效率，降低工作强度；

27、2、zn可进一步提升钠离子电池层状氧化物正极材料的能量密度,在过渡金属层中引入电子转移的氧化还原电对，cu表现出电化学活性,材料表现出较好的电化学性能，从成本和材料环境适应性(对湿气稳定)角度考虑,铜组成廉价且无毒,可以稳定钠离子电池正极材料，v具有好的储钠行为，na和这些元素有较大的离子半径差使得钠离子层状氧化物中不存在na和其它元素的互占位问题，电池氧化物正极材料的能量密度高，电化学性能高，电池综合性能高。

28、附图说明

29、图1为本发明的一体式混合搅拌设备轴测图；

30、图2为本发明的摇晃机构结构示意图；

31、图3为本发明的摇晃机构主视图；

32、图4为本发明的搅拌混合机构示意图；

33、图5为本发明的材料配比质量比。