本发明属于钠离子电池，具体涉及一种通过调控磷酸钒钠和硬碳n/p比制备长循环全电池的方法。
背景技术：
1、就目前储能领域而言，锂离子电池技术已相对较为成熟，然而，锂资源稀缺使得锂离子电池的长期发展有所限制。而钠在世界各地广泛分布，且比锂便宜得多，重要的是其电化学性质与锂离子电池相似，这使得钠离子电池成为锂离子电池的一个很有前途的替代品。
2、钠离子电池能否商业化主要取决于正负极材料的研究，目前就正极材料而言，主要有层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类和聚阴离子类。相比之下，钠离子电池聚阴离子类正极材料由于稳定的三维结构框架而具有的长循环稳定性和因存在诱导效应而具有的高氧化还原电势，使得其成为钠离子电池正极材料的优选。而负极材料主要集中在碳基材料、合金材料、金属氧化物以及有机化合物，其中碳基材料应用最为广泛，而硬碳更是常见的负极材料。这主要是由于硬碳材料具有丰富的碳源、低成本、无毒环保，且储钠电位低而被认为是最可能被实用化的钠离子电池负极材料。然而硬碳负极的实际应用中也面临着首周库伦效率低、长循环稳定性不足以及倍率性能较差等问题。尤其是硬碳首周库伦效率低，使得与其匹配的全电池首圈效率差，能量密度低。这主要是由于硬碳在首圈放电过程中会大量消耗电解液形成较厚的sei膜，且在全电池中，正极材料中的钠离子有限，不可逆的消耗钠离子形成较厚的sei，从而导致全电池的容量在首圈有着明显的损失。所以需要采用一定的手段，对硬碳负极优先进行预嵌钠，使得钠离子预先嵌入不可逆的钠离子位点以及提前在硬碳表面形成sei，从而抑制硬碳在首圈放电时对钠离子的不可逆消耗。对于全电池而言，除了负极材料不可逆消耗钠离子的问题外，正负极材料之间的容量匹配是平衡全电池是否正常运行(析钠)和循环寿命长短的关键，较为合适的n/p比是钠离子全电池长循环的另一前提。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种通过调控磷酸钒钠和硬碳n/p比制备长循环全电池的方法。本发明采用的预钠化方法易于控制、可量化且一致性高，同时配合合适的正负极容量比即n/p比，可以制备出长循环稳定性优异的钠离子全电池。
2、本发明的技术方案如下：
3、一种通过调控磷酸钒钠和硬碳n/p比制备长循环全电池的方法，包括以下步骤：
4、正负极片的制备：将正/负极活性物质、导电剂和粘结剂以一定的比例混合，加入适量的溶剂，使用研钵研磨均匀，得到电极浆料，再将浆料均匀的涂敷在集流体上，置于鼓风干燥箱中干燥一段时间，得到正/负极片；
5、正负极容量匹配：根据n/p＝负极活性物质的克容量×负极面密度×负极活性物含量比÷(正极活性物质的克容量×正极面密度×正极活性物含量比)计算公式，保持正极片的载量基本相同，挑选出载量与正极片匹配合适的负极片；
6、负极片的预钠化：将负极片、隔膜、金属钠片和电解液组装成扣式半电池，室温静置一段时间后，在恒流充放电模式下，以一定的电流密度和电压范围进行充放电预循环一定圈数后，再以一定的电流密度和电压范围进行放电，拆开电池得到预钠化后的负极片；
7、扣式全电池组装：将正极片、隔膜、电解液和预钠化后的负极片组装在一起，得到扣式钠离子全电池。
8、作为优选方案，在正负极片的制备中，所述正极活性物质为na3v2(po4)3，负极活性物质为硬碳。
9、作为优选方案，在正负极片的制备中，所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
10、作为优选方案，在正负极片的制备中，所述烘干温度为100～120℃，干燥时间为8～12h。
11、作为优选方案，在正负极容量匹配中，负极活性物质的克容量为270mah g-1，正极活性物质的克容量为110mah g-1，n/p＝1.3～1.7。
12、作为优选方案，负极片预钠化步骤中，电流密度分别为20～100ma g-1，电压范围为0.005～0.1-1.5v，循环圈数为5～10圈。
13、本发明的有益效果在于：
14、本发明通过负极片预钠化处理，可以有效的避免正极材料中有限的钠离子在负极处的不可逆消耗，降低活性钠离子的损失；同时，配合合适的正负极容量比，平衡了全电池是否析钠和循环寿命长短，得到了循环性能较为优异的钠离子全电池。在50ma g-1电流密度下2-3.8v电压范围内循环500周容量保持率为95.3％，平均库伦效率高达99.7％。
1.一种通过调控磷酸钒钠和硬碳n/p比制备长循环全电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，在正负极片的制备中，所述正极活性物质为na3v2(po4)3，负极活性物质为硬碳。
3.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，在正负极片的制备中，所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
4.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，在正负极片的制备中，所述烘干温度为100～120℃，干燥时间为8～12h。
5.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，在正负极容量匹配中，负极活性物质的克容量为270mah g-1，正极活性物质的克容量为110mah g-1，n/p＝1.3～1.7。
6.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，负极片预钠化步骤中，电流密度分别为20～100ma g-1，电压范围为0.005～0.1-1.5v，循环圈数为5～10圈。