钠电池的制备方法与流程

【】本发明涉及电池，尤其涉及一种钠电池的制备方法。

背景技术

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背景技术：

1、近年来，全球新能源汽车发展迅猛，带动了锂离子电池需求的高速增长。然而，受锂资源不足的影响，最近的锂离子电池市场也受到了原料涨价和供应紧张的影响，因此，迫切急需一种可替代锂电池的新电池方案出现。

2、近两年，钠离子电池的产业化进程得到了飞速地发展，钠离子电池由于钠盐储量丰富、原材料成本低廉、快充倍率高、高低温性能优越等显著优势，以及钠电池的工作原理和制造工艺流程与锂离子电池非常相似，被公认为是适用于未来低速电动交通工具和大规模储能系统的理想电池。

3、现有的钠离子电池质量能量密度和体积能量密度都逊色于锂离子电池，且钠离子电池循环稳定性能较差。由于钠离子电池的能量密度低和循环稳定性差两个痛点，使其在大规模商业化应用的速度较慢。如何提高钠离子电池的能量密度，日益受到科研人员的广泛关注，因此开发一种电池容量高、循环稳定性好、安全性好的钠电池是十分有必要的。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的是提供一种钠电池的制备方法，制备的钠电池具有优异的能量密度、循环稳定性、安全性。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种钠电池的制备方法，包括如下步骤：步骤s10：制备正极浆料，并将正极浆料涂布在正极集流体上，形成正极片；所述正极浆料包括正极活性材料、正极导电剂及正极粘结剂，所述正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂的质量比为(70～90):(2～5):(2～5)；步骤s20：制备负极浆料，并将负极浆料涂布在负极集流体上，形成负极片；所述负极浆料包括负极活性材料、负极导电剂及负极粘结剂，所述负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂的质量比为(70～90):(2～5):(2～5)；步骤s30：在所述正极片、所述负极片之间加入隔膜进行卷绕并装入钢壳中，注入电解液后将钢壳封口，形成钠电池。

3、在一个优选实施方式中，所述正极活性材料包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝/白化合物、聚阴离子类化合物中的任意一种或多种。

4、在一个优选实施方式中，所述正极活性材料为层状过渡金属氧化物，所述正极活性材料的结构通式为naxmo2，其中m为过渡金属元素fe、ni、mn、co、cr中的一种或多种，0<x≤1。

5、在一个优选实施方式中，所述正极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑、石墨烯中的一种或多种，所述负极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑、石墨烯中的一种或多种。

6、在一个优选实施方式中，步骤s10中，制备正极浆料的步骤，包括：取正极活性材料、正极导电剂及正极粘结剂干粉并混合均匀；向混合的干粉加入正极溶剂及正极导电剂将粉体颗粒润湿，进行慢搅后再进行高速搅拌，得到湿润粘稠软泥状的浆料；向湿润粘稠软泥状的浆料缓慢加入正极溶剂/正极粘结剂调节浆料粘度和固含量并搅拌，制得正极浆料。

7、在一个优选实施方式中，向混合的干粉加入正极溶剂及正极导电剂将粉体颗粒润湿，进行慢搅后再进行高速搅拌，得到湿润粘稠软泥状的浆料的步骤中，慢搅的搅拌速度为20r/min，慢搅的搅拌时间为30min，高速搅拌的搅拌速度为25-40r/min，高速搅拌的搅拌时间为180min。

8、在一个优选实施方式中，所述正极粘结剂包括pvdf，所述正极溶剂包括nmp溶剂。

9、在一个优选实施方式中，步骤s20中，制备负极浆料的步骤，包括：取负极活性材料、负极导电剂及负极粘结剂干粉并混合均匀；向混合的干粉加入负极溶剂将粉体颗粒润湿，进行高速搅拌，得到湿润粘稠软泥状的浆料；向湿润粘稠软泥状的浆料缓慢加入负极溶剂/负极粘结剂调节浆料粘度和固含量并搅拌，制得负极浆料。

10、在一个优选实施方式中，向混合的干粉加入负极溶剂将粉体颗粒润湿，进行高速搅拌，得到湿润粘稠软泥状的浆料的步骤中，高速搅拌的搅拌速度为25-40r/min，高速搅拌的搅拌时间为120min。

11、在一个优选实施方式中，所述负极粘结剂包括cmc、sbr，所述负极溶剂包括nmp溶剂。

12、相比于现有技术，本发明提供的钠电池的制备方法，通过添加高粘结性的粘接剂和具有优异导电网络的浆料，对正、负极浆料中活性物质、导电剂和粘结剂配比进行优选，提高正负极材料的粘附力和导电性能，明显提高了电池的循环性能，得到一种能量密度、循环稳定性、安全性等各项性能优异的钠离子电池。钠离子电池正负极浆料采用半干法工艺，又称“捏合”工艺，该工艺生产的浆料粘度、细度和固含量一致性和稳定性性能优异，有效提高了电池的能量密度和循环性能。

技术特征：

1.一种钠电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的钠电池的制备方法，其特征在于，所述正极活性材料包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝/白化合物、聚阴离子类化合物中的任意一种或多种。

3.如权利要求1所述的钠电池的制备方法，其特征在于，所述正极活性材料为层状过渡金属氧化物，所述正极活性材料的结构通式为naxmo2，其中m为过渡金属元素fe、ni、mn、co、cr中的一种或多种，0<x≤1。

4.如权利要求1所述的钠电池的制备方法，其特征在于，所述正极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑、石墨烯中的一种或多种，所述负极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑、石墨烯中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的钠电池的制备方法，其特征在于，步骤s10中，制备正极浆料的步骤，包括：

6.如权利要求5所述的钠电池的制备方法，其特征在于，向混合的干粉加入正极溶剂及正极导电剂将粉体颗粒润湿，进行慢搅后再进行高速搅拌，得到湿润粘稠软泥状的浆料的步骤中，慢搅的搅拌速度为20r/min，慢搅的搅拌时间为30min，高速搅拌的搅拌速度为25-40r/min，高速搅拌的搅拌时间为180min。

7.如权利要求5所述的钠电池的制备方法，其特征在于，所述正极粘结剂包括pvdf，所述正极溶剂包括nmp溶剂。

8.如权利要求1所述的钠电池的制备方法，其特征在于，步骤s20中，制备负极浆料的步骤，包括：

9.如权利要求8所述的钠电池的制备方法，其特征在于，向混合的干粉加入负极溶剂将粉体颗粒润湿，进行高速搅拌，得到湿润粘稠软泥状的浆料的步骤中，高速搅拌的搅拌速度为25-40r/min，高速搅拌的搅拌时间为120min。

10.如权利要求8所述的钠电池的制备方法，其特征在于，所述负极粘结剂包括cmc、sbr，所述负极溶剂包括nmp溶剂。

技术总结
本发明提供一种钠电池的制备方法，包括如下步骤：步骤S10：制备正极浆料，并将正极浆料涂布在正极集流体上，形成正极片；所述正极浆料包括正极活性材料、正极导电剂及正极粘结剂，所述正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂的质量比为(70～90):(2～5):(2～5)；步骤S20：制备负极浆料，并将负极浆料涂布在负极集流体上，形成负极片；所述负极浆料包括负极活性材料、负极导电剂及负极粘结剂，所述负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂的质量比为(70～90):(2～5):(2～5)；步骤S30：在所述正极片、所述负极片之间加入隔膜进行卷绕并装入钢壳中，注入电解液后将钢壳封口，形成钠电池。本发明制备的钠电池具有优异的能量密度、循环稳定性、安全性。

技术研发人员：梁向龙,邓志荣,吴传官,吴应强
受保护的技术使用者：东莞市朗泰通科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15