【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鈉離子電池，尤其涉及一種無負極的普魯士藍基鈉離子電池。
技術介紹
1、離子電池具有資源豐富、成本低以及性價比高等優點，其工作原理與鋰離子電池的相似，且與鋰離子電池高度兼容，已成為鋰離子電池的理想替代品，新一代堿金屬電池的“技術高點”由鋰離子逐漸向鈉離子轉變，鈉離子電池有望未來在儲能領域得以大規模應用。常規鈉離子電池負極極片中有10微米以上的鋁箔集流體，涂敷100-300微米的硬碳材料，當前硬碳的成本居高不下，仍然嚴重限制著鈉離子電池的制造成本。
2、基于目前的鈉離子電池存在的缺陷，有必要對此進行改進。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種無負極的普魯士藍基鈉離子電池，以解決或至少部分解決現有技術中存在的缺陷。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、本專利技術提供了一種無負極的普魯士藍基鈉離子電池，包括經過處理的鋁箔，所述經過處理的鋁箔的制備方法，包括以下步驟：
4、將六亞甲基四胺、乙酰丙酮，加入至乙酸中，進行縮聚反應，得到高分子溶膠；
5、將鋁箔置于含有hcl和al2(so4)3的混合溶液中，于70～90℃下，刻蝕50～100s，以在鋁箔表面形成多孔，得到多孔鋁箔；
6、將碳質導電顆粒加入至高分子溶膠中，混合后，涂覆至多孔鋁箔表面，加熱，在多孔鋁箔表面形成碳質導電顆粒薄膜，得到經過處理的鋁箔。
7、優選的，所述六亞甲基四胺、乙酰丙酮的摩爾比為(0.5～1
8、優選的，縮聚反應溫度為60～80℃、時間為2～5h。
9、優選的，所述含有hcl和al2(so4)3的混合溶液的配置方法為：將濃度為1～2mol/l的hcl溶液和濃度液為0.1-0.3mol/l的al2(so4)3溶液混合得到含有hcl和al2(so4)3的混合溶液；所述hcl溶液和al2(so4)3溶液的體積比為(1～2):(1～2)。
10、和/或，所述碳質導電顆粒包括活性炭、導電碳黑、導電石墨、石墨烯中的至少一種；
11、和/或，所述碳質導電顆粒和高分子溶膠的質量比為(10～90):(10～90)。
12、優選的，將碳質導電顆粒加入至高分子溶膠中，混合后，涂覆至多孔鋁箔表面，加熱的步驟中，加熱溫度為50～100℃。
13、優選的，將鋁箔置于含有hcl和al2(so4)3的混合溶液中之前還包括對鋁箔進行預處理，預處理具體包括：
14、將鋁箔浸泡于1～2mol/l的氫氧化鈉溶液中5～10min，水洗，干燥。
15、優選的，所述鋁箔厚度為2～20μm；
16、所述碳質導電顆粒薄膜的厚度為50～300μm。
17、優選的，還包括電解液、隔膜以及正極極片；
18、所述正極極片包括正極集流體以及涂覆于所述正極集流體上的正極漿料；
19、所述正極漿料包括正極材料、粘結劑、導電劑、補鈉劑以及正極溶劑。
20、優選的，所述正極材料為普魯士藍類材料，化學式為nam[fe(cn)6]，其中m為fe、mn、cu、v、al中的任一種；
21、所述粘結劑包括聚丙烯酸、羥甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯中的至少一種；
22、所述導電劑包括乙炔黑、導電石墨、石墨烯、superp中的至少一種；
23、所述補鈉劑包括氟化鈉、草酸鈉、方酸鈉、磷化鈉、na2c3o5、羅地松酸二鈉、檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸四鈉鹽、二亞乙基三胺五乙酸鹽中的至少一種；
24、所述正極溶劑包括水、n-甲基吡咯烷酮、乙醇中的至少一種；
25、所述正極材料、粘結劑、導電劑、補鈉劑的質量比為(7～9):(1～2):(1～2):(1～3)；
26、所述正極材料、粘結劑、導電劑、補鈉劑的質量和與所述正極溶劑體積比為1g:(2～4)ml；
27、所述電解液包括鈉鹽以及酯類溶劑；
28、所述隔膜包括pe隔膜、pp隔膜中的至少一種。
29、優選的，所述酯類溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、丁酸甲酯中的至少一種；
30、優選的，所述酯類溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯；所述碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的體積比為(2～4):(4～6):(1～3)；
31、所述鈉鹽包括六氟磷酸鈉、高氯酸鈉中的至少一種；
32、所述電解液中鈉鹽的濃度為0.5～2mol/l。
33、本專利技術的一種無負極的普魯士藍基鈉離子電池，相對于現有技術具有以下
34、有益效果：
35、本專利技術普魯士藍基鈉離子電池，不含有傳統的負極極片，而使用本專利技術經過處理的鋁箔代替傳統的負極極片；具體而言，經過處理的鋁箔的制備方法包括，將鋁箔置于含有hcl和al2(so4)3的混合溶液中刻蝕，刻蝕平均孔徑在5～15μm，可以給沉積物提供良好的著附位點；將碳質導電顆粒加入至高分子溶膠中，然后涂覆在至多孔鋁箔表面，加熱處理，在鋁箔負極表面沉積形成碳質導電顆粒薄膜；化學刻蝕處理可提高鋁箔的比表面積和粗糙程度減小界面電阻，使碳質導電顆粒如活性炭與鋁箔相互嚙合，提高兩者的接觸效果，相較于傳統涂炭鋁箔，本專利技術的鋁箔可提高電解液的浸潤性和碳質導電顆粒的粘附性，通過形成的碳質導電顆粒薄膜表面承載來自于正極的鈉離子；常規鈉離子電池負極極片中有10微米以上的鋁箔集流體，涂敷100～300微米的硬碳材料，本專利技術去除硬碳材料可以大幅度節省了負極材料的空間，使得全電池的體積能量密度大幅度提高。本專利技術的經過處理的鋁箔裝配成鈉離子電池，可大幅度降低負極活性物質的使用，降低使用成本，當前硬碳價格居高不下，而負極硬碳卻保持在5萬以上/噸，本專利技術可以使當前鈉離子電池成本降低40％以上。
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1.一種無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，包括經過處理的鋁箔，所述經過處理的鋁箔的制備方法，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，所述六亞甲基四胺、乙酰丙酮的摩爾比為(0.5～1):(0.5～1)；所述乙酸的pH為2.4～6。
3.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，縮聚反應溫度為60～80℃、時間為2～5h。
4.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，所述含有HCl和Al2(SO4)3的混合溶液的配置方法為：將濃度為1～2mol/L的HCl溶液和濃度液為0.1-0.3mol/L的Al2(SO4)3溶液混合得到含有HCl和Al2(SO4)3的混合溶液；所述HCl溶液和Al2(SO4)3溶液的體積比為(1～2):(1～2)。
5.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，將碳質導電顆粒加入至高分子溶膠中，混合后，涂覆至多孔鋁箔表面，加熱的步驟中，加熱溫度為50～100℃。
6.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍
7.如權利要求6所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，所述鋁箔厚度為2～20μm；
8.如權利要求1～7任一所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，還包括電解液、隔膜以及正極極片；
9.如權利要求8所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，所述正極材料為普魯士藍類材料，化學式為NaM[Fe(CN)6]，其中M為Fe、Mn、Cu、V、Al中的任一種；
10.如權利要求9所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，所述酯類溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、丁酸甲酯中的至少一種；
...【技術特征摘要】
1.一種無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，包括經過處理的鋁箔，所述經過處理的鋁箔的制備方法，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，所述六亞甲基四胺、乙酰丙酮的摩爾比為(0.5～1):(0.5～1)；所述乙酸的ph為2.4～6。
3.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，縮聚反應溫度為60～80℃、時間為2～5h。
4.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，所述含有hcl和al2(so4)3的混合溶液的配置方法為：將濃度為1～2mol/l的hcl溶液和濃度液為0.1-0.3mol/l的al2(so4)3溶液混合得到含有hcl和al2(so4)3的混合溶液；所述hcl溶液和al2(so4)3溶液的體積比為(1～2):(1～2)。
5.如權利要求1所述的無負極的普魯士藍基鈉離子電池，其特征在于，將碳質導電顆粒加入至高分子溶膠中，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李超，楊浩，黃宏坤，丁俊華，周全，何晏宜，
申請(專利權)人：東莞理工學院，
類型：發明
國別省市：
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