【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鈉電，涉及一種預鈉化正極極片及其制備方法和應用。
技術介紹
1、為了解決鈉離子電池在化成或者首次充放電過程中因鈉離子的消耗造成首次庫倫效率低下的痛點，對電池材料進行預鈉化是未來發展的重要方向，現如今預鈉化技術方案主要是正極預鈉化、負極預鈉化、隔膜預鈉化等。
2、正極預鈉化是將補鈉材料與正極漿料混合，在首周充電過程中釋放足夠的鈉來提升首周庫倫效率，如cn109786660a公開了一種可進行正極預鈉化的鈉離子電池電極，該電極由富鈉授體、正極活性物質、導電劑和粘結劑組成的固態粉體組成。但是正極補鈉材料通常含有難以處理的殘留物，隨著充放電循環的進行，殘留物會釋放氣體、改變正極材料的結構，影響電池的循環性能，嚴重的會導致鈉離子電池安全問題。
3、負極預鈉化是在負極材料上進行預鈉化，一般直接將鈉片或者鈉粉輥壓到負極材料的表面或負極片上，如cn115799456a涉及一種負極片冷噴涂補鈉的方法、裝置及鈉離子電池，方法包括負極片制作，負極片、薄膜和冷噴涂裝置準備和噴涂補鈉三個主要步驟。該方法雖然簡單易行，但是鈉金屬具有強還原性，需要無氧無水的工作環境，鈉金屬也會導致極片中粘結劑、電解液等其他成分失效；也有通過電化學的方法，在溶液中利用電位差對負極片進行鈉離子沉積，但是需要額外的輔助電極、電解液等，實際操作比較復雜、設備要求高。
4、因此，實現對鈉離子電池的有效預鈉，是目前急需研究的。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提
2、為達到此專利技術目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種預鈉化正極極片，所述預鈉化正極極片包括：
4、正極集流體；
5、預鈉層，位于所述正極集流體至少一側的表面；
6、正極活性物質層，位于所述預鈉層表面；
7、所述預鈉層包括粘結劑、導電劑、鈉粉和多孔碳。
8、需要說明的是，本專利技術中的預鈉層可以位于正極集流體的一側表面，也可以位于兩側表面，本領域技術人員依據實際需要選擇和調整即可；且預鈉層存在，正極活性物質層也必然存在。
9、本專利技術提供的預鈉化正極極片，預鈉層與正極活性物質層緊密結合，鈉粉與多孔碳材料協同配合，鈉粉吸附于多孔碳材料表面和多孔碳材料的孔隙中，使得正極極片呈富鈉狀態，可以有效地補全電池中活性鈉的損失，且正極極片的導電性也得到了提升；同時預鈉層的存在還有利于彌補首次充放電過程中負極不可逆鈉損失，使得負極表面構建了更為穩固的sei膜層，在鈉離子電池充放電循環過程中不斷釋放活性鈉離子，從而使得鈉離子電池同步實現了首效和循環性能的提升。
10、本專利技術提供的預鈉層中，各個物質必須協同配合，缺一不可，如果不含有多孔碳，則不能得到有效的預鈉層，鈉粉不能均勻分散在預鈉層中造成部分區域預鈉效果變差。
11、以下作為本專利技術優選的技術方案，但不作為對本專利技術提供的技術方案的限制，通過以下優選的技術方案，可以更好的達到和實現本專利技術的技術目的和有益效果。
12、優選地，所述粘結劑、導電劑、鈉粉和多孔碳的質量比為(1～2):(1～1.5):(40～50):(50～60)，例如1:1:40:58、2:1.5:40:56.5、1.5:1:47.5:50、1:1:48:50或1.5:1.5:45:52等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
13、本專利技術中，通過預鈉層中粘結劑、導電劑、鈉粉和多孔碳的質量比為(1～2):(1～1.5):(40～50):(50～60)，合適的比例更有利于鈉粉快速均勻附著于多孔碳結構中，降低勻漿時間。
14、進一步地，不對所述預鈉層的導電劑和粘結劑做特殊限定，常規的導電劑和粘結劑的物質種類，本專利技術均適用，例如，所述導電劑包括但不限于導電石墨、導電炭黑、導電碳纖維或石墨烯任意一種或至少兩種組合；所述粘結劑包括但不限于聚偏氟乙烯(pvdf)。
15、優選地，所述多孔碳材料的比表面積為400～800m2/g，例如400m2/g、425m2/g、450m2/g、475m2/g、500m2/g、525m2/g、550m2/g、575m2/g、600m2/g、625m2/g、650m2/g、675m2/g、700m2/g、725m2/g、750m2/g、775m2/g或800m2/g等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
16、優選地，所述多孔碳材料的孔體積為0.8～1.5cm3/g，例如0.8cm3/g、0.9cm3/g、1cm3/g、1.1cm3/g、1.2cm3/g、1.3cm3/g、1.4cm3/g或1.5cm3/g等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
17、優選地，所述多孔碳材料的dv50為8～12μm，例如8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、10.5μm、11μm、11.5μm或12μm等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
18、本專利技術提供的多孔碳材料，通過調控比表面積為400～800m2/g和/或孔體積為0.8～1.5cm3/g和/或dv50為8～12μm，可更好地對鈉粉的吸附，從而更好地在正極集流體的表面構筑了預鈉化層框架。
19、優選地，所述多孔碳材料包括多孔硬碳材料。
20、可以理解的是，本專利技術提供的多孔碳材料可直接購買得到，也可采用常規的制備方法制備得到所需特征的多孔碳材料，本領域技術人員依據實際需求進行適應性選擇和調整即可。
21、本專利技術中，選用多孔硬碳材料，多孔硬碳材料具有優異的電子導電性能，還起到了降低正極片的電阻率的作用。
22、優選地，所述鈉粉位于所述多孔碳材料的表面和/或所述鈉粉位于所述多孔碳材料的孔隙內部。
23、第二方面，本專利技術提供一種如第一方面所述的預鈉化正極極片的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
24、將預鈉層漿料涂覆至所述正極集流體至少一側的表面，得到預鈉層；
25、于預鈉層表面涂覆正極漿料，得到所述預鈉化正極極片；
26、其中，所述預鈉層包括粘結劑、導電劑、鈉粉和多孔碳。
27、本專利技術提供的制備方法，通過預鈉層漿料的方法，即可得到預鈉效果好的正極極片；且制備過程無需使用額外的液態預鈉化試劑，可以有效避免試劑殘留問題對電池的不利影響；預鈉化過程工藝簡單，無需重新拆卸、組裝，不會產生其他廢液、固體廢物。
28、優選地，所述預鈉層的涂布厚度為18～22μmμm，例如18μm、18.5μm、19μm、19.5μm、20μm、20.5μm、21μm、21.5μm或22μm等，但并不僅限于所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種預鈉化正極極片，其特征在于，所述預鈉化正極極片包括：
2.根據權利要求1所述的預鈉化正極極片，其特征在于，所述粘結劑、導電劑、鈉粉和多孔碳的質量比為(1～2):(1～1.5):(40～50):(50～60)。
3.根據權利要求1所述的預鈉化正極極片，其特征在于，所述多孔碳材料的比表面積為400～800m2/g，所述多孔碳材料的孔體積為0.8～1.5cm3/g，所述多孔碳材料的DV50為8～12μm；
4.根據權利要求1所述的預鈉化正極極片，其特征在于，所述鈉粉Dv50為0.3～0.5μm，所述鈉粉位于所述多孔碳材料的表面和/或所述鈉粉位于所述多孔碳材料的孔隙內部。
5.一種如權利要求1-4任一項所述的預鈉化正極極片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述預鈉層的涂布厚度為18～22μm。
7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述預鈉層漿料的固含量為60～65％。
8.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所
9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，正極漿料涂布完成后，依次進行干燥，輥壓。
10.一種鈉離子電池，其特征在于，所述鈉離子電池包括如權利要求1-4任一項所述的預鈉化正極極片或如權利要求5-9任一項所述的制備方法制備得到的預鈉化正極極片。
...【技術特征摘要】
1.一種預鈉化正極極片，其特征在于，所述預鈉化正極極片包括：
2.根據權利要求1所述的預鈉化正極極片，其特征在于，所述粘結劑、導電劑、鈉粉和多孔碳的質量比為(1～2):(1～1.5):(40～50):(50～60)。
3.根據權利要求1所述的預鈉化正極極片，其特征在于，所述多孔碳材料的比表面積為400～800m2/g，所述多孔碳材料的孔體積為0.8～1.5cm3/g，所述多孔碳材料的dv50為8～12μm；
4.根據權利要求1所述的預鈉化正極極片，其特征在于，所述鈉粉dv50為0.3～0.5μm，所述鈉粉位于所述多孔碳材料的表面和/或所述鈉粉位于所述多孔碳材料的孔隙內部。
5.一種如權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高云，鐘志良，安富強，
申請(專利權)人：福建龍凈儲能電池有限公司，
類型：發明
國別省市：
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