【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鈉離子電池制造，具體涉及一種鈉離子電池正極材料的預鈉化方法和應用。
技術(shù)介紹
1、在面對日趨嚴重的能源與環(huán)境問題時，可再生能源的使用需求日顯迫切。鈉離子電池因豐富的資源儲備，并且對環(huán)境友好，因此，開發(fā)鈉離子電池對于電化學儲能應用有著重要意義。
2、同鋰離子電池一樣，鈉離子電池在首次充放電時會消耗7-10％的鈉用于構(gòu)建sei膜，造成電池容量不可逆的損失，影響了電池的循環(huán)壽命與能量密度。預鈉化是解決上述問題的有效手段。
3、現(xiàn)有的正極補鈉技術(shù)，包括正極補鈉劑、電化學預鈉法以及化學反應預鈉法等。如，專利cn117228745b公開了一種補鈉劑na2nio2，在勻漿的過程中加入，并在正極的化成階段實現(xiàn)補鈉。這種方法補鈉劑占據(jù)一定的活性物質(zhì)比例和體積，降低了鈉離子電池的容量，反應后的補鈉劑會造成一定空隙，降低正極黏附強度。專利cn112952037b公開了一種化學反應預鈉法，鈉離子電池正極與芳基鈉化試劑溶液反應，得到預鈉化的鈉離子電池正極。這種方法下，過量的鈉離子會對材料晶體結(jié)構(gòu)造成一定影響，對正極材料的選擇要求較高，并且殘留的試劑也會對電芯造成不利影響。
4、因此，如何在保證正極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電極電解液接觸界面穩(wěn)定性以及極片可靠性的前提下，完成正極預鈉化，解決現(xiàn)有正負極容量不匹配帶來的低能量密度與差循環(huán)壽命問題，是當務之急。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服以上
技術(shù)介紹
中提到的不足和缺陷，提供了一種鈉離子電池正極材料的預鈉化方法
2、為實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)設計了一鈉離子電池正極材料的預鈉化方法，提出的技術(shù)方案為：
3、一種鈉離子電池正極材料的預鈉化方法，包括以下步驟：
4、(1)將偶氮苯基鈉鹽有機物進行富鈉化處理并溶解于分散劑；
5、(2)將步驟(1)中得到的偶氮基鈉化試劑試劑涂覆在鈉離子電池正極活性物質(zhì)上方，烘干得到鈉化試劑復合正極。
6、(3)將步鈉化試劑復合正極匹配硬碳負極組裝為電池，在化成階段預充電，偶氮基團供給鈉離子，完成預鈉化。
7、優(yōu)選地，步驟(1)中所述偶氮苯基鈉鹽有機物為偶氮苯-4-苯甲酸鈉、偶氮苯-4,4'-二羧酸鈉、2-(對羥基苯偶氮)苯甲酸鈉和4'-羥基偶氮苯-4-甲酸鈉中的一種或幾種。
8、優(yōu)選地，步驟(1)中所述富鈉處理方法可以為電化學法或者溶液法；所述電化學法將含偶氮基團的有機鈉鹽溶劑設置為正極側(cè)，鈉源為負極側(cè)，進行放電，完成富鈉操作；所述溶液法將含偶氮基團的有機鈉鹽溶于溶劑，計入還原劑與鈉源，得到富鈉的偶氮苯基鈉鹽。
9、優(yōu)選地，步驟(1)中所述分散劑為n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和乙腈中的一種；所述富鈉偶氮苯基鈉鹽試劑中鈉鹽的質(zhì)量濃度為5-15％。
10、優(yōu)選地，步驟(2)中所述富鈉偶氮苯基鈉鹽的用量占活性物質(zhì)質(zhì)量的1-5％，預鈉層厚度為1-5μm。
11、優(yōu)選的，步驟(3)中所述化成階段，預充電電流設計為0.01-0.2c，預充電結(jié)束設計為指定截至電壓；所述充電指定截至電壓為3.2-3.6v。
12、本專利技術(shù)的有益效果在于：
13、(1)本專利技術(shù)將富鈉偶氮苯基鈉鹽作為鈉化試劑，分散后涂敷在正極表面，利用化成預充電過程完成預鈉化，實現(xiàn)正極鈉補償，既保證了與鈉離子電池的鈉化效果，又保證了極片的可靠性與極片電解液接觸界面的穩(wěn)定性。
14、(2)本專利技術(shù)采用的預鈉化方法，利用附加載體儲備富鈉，在電池化成階段完成預鈉化目的，避免了材料本體在富鈉狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)破壞，保持了正極材料晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
15、(3)本專利技術(shù)中作為鈉離子載體的含偶氮基團鈉鹽，會隨電池循環(huán)逐步溶解于電解液中，基于偶氮基團的氧化還原能力與其優(yōu)秀的離子電導率和高的化學穩(wěn)定性，增強了電解液的離子傳輸能力與穩(wěn)定性，在預鈉化功能外進一步提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種鈉離子電池正極的預鈉化方法和應用，所述正極包括活性物質(zhì)與集流體，其特征在于，將偶氮基鈉化試劑涂覆在鈉電正極活性物質(zhì)上部，干燥得到富鈉正極，匹配硬碳負極組裝電池，進入電池化成階段基于預充電程序，鈉化試劑供給鈉離子完成鈉化；其中所述偶氮基鈉化試劑為富鈉的偶氮苯基鈉鹽有機物，所述偶氮苯基鈉鹽有機物為偶氮苯-4-苯甲酸鈉、偶氮苯-4,4'-二羧酸鈉、2-(對羥基苯偶氮)苯甲酸鈉和4'-羥基偶氮苯-4-甲酸鈉中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預鈉化方法，其特征在于，包括以下步驟：在惰性氣氛下，將偶氮苯基鈉鹽有機物進行富鈉化處理并溶解于分散劑得到偶氮基鈉化試劑；將偶氮基鈉化試劑涂覆在正極活性物質(zhì)上部，干燥，得到鈉化試劑復合正極；將復合正極匹配硬碳負極組裝為電池，在化成階段預充電，偶氮基團供給鈉離子，完成鈉化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預鈉化方法，其特征在于，所述偶氮苯基鈉鹽有機物的富鈉化處理為電化學處理法或溶液處理法；分散劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和乙腈中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預鈉化方法，其特
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預鈉化方法，其特征在于，所述化成階段，預充電電流設計為0.01-0.2C，預充電結(jié)束設計為指定截至電壓；所述充電指定截至電壓為3.2-3.6V。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鈉離子電池正極的預鈉化方法和應用，所述正極包括活性物質(zhì)與集流體，其特征在于，將偶氮基鈉化試劑涂覆在鈉電正極活性物質(zhì)上部，干燥得到富鈉正極，匹配硬碳負極組裝電池，進入電池化成階段基于預充電程序，鈉化試劑供給鈉離子完成鈉化；其中所述偶氮基鈉化試劑為富鈉的偶氮苯基鈉鹽有機物，所述偶氮苯基鈉鹽有機物為偶氮苯-4-苯甲酸鈉、偶氮苯-4,4'-二羧酸鈉、2-(對羥基苯偶氮)苯甲酸鈉和4'-羥基偶氮苯-4-甲酸鈉中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預鈉化方法，其特征在于，包括以下步驟：在惰性氣氛下，將偶氮苯基鈉鹽有機物進行富鈉化處理并溶解于分散劑得到偶氮基鈉化試劑；將偶氮基鈉化試劑涂覆在正極活性物質(zhì)上部，干燥，得到鈉化試劑復合正極；將復合...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：明磊，于赟，歐星，
申請(專利權(quán))人：中南大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。