电池负极浆料及制备方法、电极片与流程

本发明涉及电池，具体而言，涉及一种电池负极浆料及制备方法、电极片。

背景技术：

1、新能源储能技术是目前科学技术发展的热点之一，各个领域，对锂离子电池的需求都在不断增加，但是由于锂资源昂贵、短缺，限制了其发展。基于环境友好、资源丰富、成本低廉、能量密度高等特点，钠离子电池成为未来锂离子电池的理想替代者之一。而作为电化学储能电池中重要的成分之一的负极材料，有待于进一步的开发和研究。为了更好地匹配高容量正极材料，寻找较高容量的负极材料是目前研究的重点。但由于负极材料本身的导电性不佳、循环稳定性差、首圈库伦效率低等问题的存在，研究具有长循环稳定和优异倍率性能的钠离子电池负极材料成为重中之重。

2、针对相关技术中存在的上述问题，暂未发现高效且准确的解决方案。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电池负极浆料及制备方法、电极片，以解决相关技术中存在的负极材料导电性不佳、循环稳定性差、首圈库伦效率低的技术问题。

2、根据本发明的一个实施例，提供了一种电池负极浆料的制备方法，包括：将mncl2·4h2o溶于无水乙醇中搅拌形成均匀溶液；将硫脲加入所述均匀溶液中并搅拌得到第一混合溶液；将石墨烯、三聚氰胺、三聚硫氰酸、浓磷酸放入由无水乙醇和水组成的第二混合溶液中，得到第三混合溶液，并对所述第三混合溶液进行超声处理；将所述第一混合溶液和所述第三混合溶液混合并倒入高压釜中进行加热，在加热过程中对水热反应产物进行抽滤洗涤、冷冻干燥得到冷冻干燥物；对所述冷冻干燥物在惰性气体保护下进行热处理得到热处理产物；将所述热处理产物在惰性气体下进行冷却，得到所述电池负极材料；将所述电池负极材料与导电剂、粘结剂和分散剂混合，得到电池负极浆料。

3、可选地，所述步骤s1和s2中mncl2·4h2o、无水乙醇、硫脲的质量比为1:48:1.56。

4、可选地，所述的步骤s3中的无水乙醇和水的体积比范围为1：1～7。

5、可选地，所述步骤s3中的石墨烯、三聚氰胺、三聚硫氰酸和浓磷酸的质量比为1：0.8～10.7：1.2～12.5：0.4～9.6。

6、可选地，所述步骤s4中所述高压釜的加热条件包括：加热温度100～200℃、加热时间7～20h。

7、可选地，所述步骤s5中的热处理包括：在加热过程中，控制所述冷冻干燥物的升温速度为2～20℃/min，当温度达到600～1000℃时，对所述冷冻干燥物进行保温，所述保温时间为0.5～4h。

8、可选地，所述步骤s7中所述导电剂、分散剂、粘结剂的质量与所述电池负极材料的质量比为1～8：1～6：1.2～9：4～10。

9、根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电池负极浆料，所述电池负极浆料包括电池负极材料，所述电池负极材料包括内核和包覆层；所述内核为使用氮、硫、磷进行掺杂的硫化锰，所述包覆层为石墨烯或无定型碳；所述包覆层包覆于所述内核的外表面。

10、可选地，所述包覆层的厚度为5～30nm。

11、根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电极片，所述电极片的金属基片上涂覆有上述实施例所述的电池负极浆料。

12、通过本发明实施例，将mncl2·4h2o溶于无水乙醇中搅拌形成均匀溶液；将硫脲加入所述均匀溶液中并搅拌得到第一混合溶液；将石墨烯、三聚氰胺、三聚硫氰酸、浓磷酸放入由无水乙醇和水组成的第二混合溶液中，得到第三混合溶液，并对所述第三混合溶液进行超声处理；将所述第一混合溶液和所述第三混合溶液混合并倒入高压釜中进行加热，在加热过程中对水热反应产物进行抽滤洗涤、冷冻干燥得到冷冻干燥物；对所述冷冻干燥物在惰性气体保护下进行热处理得到热处理产物；将所述热处理产物在惰性气体下进行冷却，得到所述电池负极材料；将所述电池负极材料与导电剂、粘结剂和分散剂混合，得到电池负极浆料，通过水热合成法和热处理法制备的电池负极浆料，使用氮硫磷掺杂和石墨烯包覆改善了电池负极浆料的表面和官能团，增强了电池负极浆料的导电性，从而扩大了钠离子电池的电池容量，增强了钠离子电池的循环性能。

技术特征：

1.一种电池负极浆料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1和s2中mncl2·4h2o、无水乙醇、硫脲的质量比为1:48:1.56。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中的无水乙醇和水的体积比范围为1：1～7。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中的石墨烯、三聚氰胺、三聚硫氰酸和浓磷酸的质量比为1：0.8～10.7：1.2～12.5：0.4～9.6。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s4中所述高压釜的加热条件包括：加热温度100～200℃、加热时间7～20h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s5中的热处理包括：在加热过程中，控制所述冷冻干燥物的升温速度为2～20℃/min，当温度达到600～1000℃时，对所述冷冻干燥物进行保温，保温时间为0.5～4h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s7中所述导电剂、分散剂、粘结剂的质量与所述电池负极材料的质量比为1～8：1～6：1.2～9：4～10。

8.一种电池负极浆料，其特征在于，所述电池负极浆料包括电池负极材料，所述电池负极材料包括内核和包覆层；所述内核为使用氮、硫、磷进行掺杂的硫化锰，所述包覆层为石墨烯或无定型碳；所述包覆层包覆于所述内核的外表面。

9.根据权利要求8所述的电池负极浆料，其特征在于，所述包覆层的厚度为5～30nm。

10.一种电极片，其特征在于，所述电极片的金属基片上涂覆有权利要求8或9所述的电池负极浆料。

技术总结
本发明提供了一种电池负极浆料及制备方法、电极片，其中，该方法包括：将MnCl<subgt;2</subgt;·4H<subgt;2</subgt;O溶于无水乙醇中搅拌形成均匀溶液；将硫脲加入均匀溶液中并搅拌得到第一混合溶液；将石墨烯、三聚氰胺、三聚硫氰酸、浓磷酸放入由无水乙醇和水组成的第二混合溶液中得到第三混合溶液，并对其进行超声处理；将第一混合溶液和第三混合溶液混合并倒入高压釜中进行加热，在加热过程中对水热反应产物进行抽滤洗涤、冷冻干燥；对冷冻干燥物在惰性气体保护下进行热处理；将热处理产物在惰性气体下进行冷却，得到电池负极材料；将电池负极材料与导电剂、粘结剂和分散剂混合，得到电池负极浆料，通过以上步骤，增强了电池负极浆料的导电性，扩大了钠离子电池的电池容量。

技术研发人员：姜博涵,何海平,詹世英
受保护的技术使用者：格力钛新能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24