【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鈉離子電池，具體涉及一種鈉離子電池的二封除氣方法。
技術介紹
1、鈉離子電池二封除氣與鋰離子電池具有一樣定義，均是指第一次充電后的除氣整形過程，目的是使電池外觀符合要求，同時，二封除氣是將電池內部化成過程中產生的氣體除去，氣體同時會帶出部分電解液，電解液是保證電池正常充放電的關鍵化學物質，電池所含電解液的量多少將直接影響電池的循環壽命及電性能，若除氣過程中，氣體排出的同時夾帶的電解液量超出要求，則極片浸潤性不能保證，電池性能一致性無法得到保障。
2、傳統的二封除氣方式是將電池主體及氣袋均水平放置，在常溫、負壓下采用刺刀刺破氣袋真空抽氣的方式進行整形，該方式的二封除氣失液量一般會在4-10g，每次電解液的損失量都有所差異，一致性較差，且往往會因氣體排出過程造成電解液過多流失；總之，現有的二封除氣方法造成電解液失液量過多，保液率低，實際內部保液量不一致，嚴重浪費注入的電解液，影響電池間的一致性。為了減少電解液的損失，通常會使用較低的真空度和長時間的真空延時，此時除氣效果不理想，生產效率較低。因此，提供一種除氣效果好、電池保液率高、循環壽命長、電性能一致性高的軟包離子電池的二封除氣方法是非常有必要的。與鋰離子電池比較而言，鈉離子電池負極材料主要以硬碳材料為主，與石墨相比較，硬碳是非晶態碳材料，其微觀結構具有無序分布的類石墨層片，豐富的邊緣和表面缺陷以及獨特的納米孔洞結構，且硬碳負極材料的壓實密度（0.9~1.1）遠小于石墨負極的壓實（1.4~1.7），且鈉離子電池的正極材料（三元層狀氧化）壓實也小于鋰電池三元
3、為克服上述技術中存在的問題，本專利技術提供一種鈉離子電池化成后二封除氣方法，以實現有效的除氣效果，同時減少電解液的損失。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種鈉離子電池用硬碳材料，以及用于鈉離子電池中后可以提高首次庫倫效率以及在二封除氣時可以降低電解液損失率的鈉離子電池的二封除氣方法。
2、本專利技術為實現上述目的所采取的技術方案為：
3、一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，包括：對生物質椰殼進行預處理得到預處理椰殼材料，然后預處理椰殼材料與摻雜劑混合后進行碳化處理，得到硬碳材料；摻雜劑包括硫磺粉、二酒石酸乙二胺和1-丁基-2-吡咯烷酮中至少1種摻雜劑。本專利技術制備采用含有硫磺粉、二酒石酸乙二胺和1-丁基-2-吡咯烷酮中至少1種，制備得到鈉離子電池用硬碳材料，鈉離子電池用硬碳材料具有豐富的邊緣和表面缺陷，以及在硫磺粉、二酒石酸乙二胺和1-丁基-2-吡咯烷酮中至少1種作用下形成的獨特的納米孔洞結構并含有相應硫元素、氮元素、氧元素及碳元素的結構，該鈉離子電池用硬碳材料與其他極片原料制備得到電極片，并用于制備得到鈉離子電池后，可以提高鈉離子電池的首次庫倫效率，并且在二封除氣時，可以降低電解液的損失率。
4、優選地，硫磺粉的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%，二酒石酸乙二胺的使用量為預處理椰殼材料的3-15wt%，1-丁基-2-吡咯烷酮的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%。
5、優選地，碳化處理中，在250-350℃下預碳化1-3h，然后在惰性氣體氛圍下，在900-1200℃下熱處理2-6h，。
6、優選地，預處理中，將生物質椰殼加入預處理液中，在70-90℃下處理6-24h。
7、更優選地，預處理液由亞氯酸鈉、乙酸和水混合而成，預處理液中亞氯酸鈉的含量為0.3-1.5wt%，預處理液中乙酸的含量為0.5-4wt%，生物質椰殼的使用量為預處理液的10-30wt%。
8、優選地，鈉離子電池用硬碳材料的制備包括預處理椰殼材料的制備和硬碳材料的制備。
9、優選地，預處理椰殼材料的制備中，將生物質椰殼加入預處理液中，在70-90℃下處理6-24h，然后抽濾分離，洗滌干燥，得到預處理椰殼材料。生物質椰殼經過清洗、烘干和粉碎后的一步或多步的處理。
10、更優選地，預處理椰殼材料的制備中，預處理液由亞氯酸鈉、乙酸和水混合而成，預處理液中亞氯酸鈉的含量為0.3-1.5wt%，預處理液中乙酸的含量為0.5-4wt%，生物質椰殼的使用量為預處理液的10-30wt%。
11、優選地，硬碳材料的制備中，將預處理椰殼材料與摻雜劑混合均勻，在250-350℃下預碳化1-3h，然后在惰性氣體氛圍下，在900-1200℃下熱處理2-6h，制備得到硬碳材料。
12、更優選地，硬碳材料的制備中，摻雜劑包括硫磺粉、二酒石酸乙二胺和1-丁基-2-吡咯烷酮中至少1種，硫磺粉的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%，二酒石酸乙二胺的使用量為預處理椰殼材料的3-15wt%，1-丁基-2-吡咯烷酮的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%。
13、優選地，硬碳材料的制備中還可以加入對氨基丙酰苯胺作為摻雜劑，對氨基丙酰苯胺的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%。在制備硬碳材料時，在使用硫磺粉、二酒石酸乙二胺和1-丁基-2-吡咯烷酮中至少1種時，還可以使用對氨基丙酰苯胺，在上述試劑的使用下，形成由硫磺粉、二酒石酸乙二胺和1-丁基-2-吡咯烷酮中至少1種和對氨基丙酰苯胺的結構，進一步提高最終制備得到的鈉離子電池的首次庫倫效率，并降低電解液損失率。
14、本專利技術公開了一種鈉離子電池用硬碳材料。
15、本發公開了一種鈉離子電池，包括：上述鈉離子電池用硬碳材料。
16、優選地，將正級活性材料氟代磷酸礬鈉、聚偏氟乙烯、乙炔黑混合均勻，涂布在鋁箔上制成正極極片；將上述鈉離子電池用硬碳材料、羧甲基纖維素、乙炔黑混合均勻，涂布在銅箔上制成負極極片；以聚丙烯隔膜為隔膜，由上述正極極片、負極極片和電解液制備得到鈉離子電池。
17、優選地，鈉離子電池的制備中，將正級活性材料氟代磷酸礬鈉、聚偏氟乙烯、乙炔黑混合均勻，涂布在鋁箔上制成正極極片；將負級活性材料硬碳材料、羧甲基纖維素、乙炔黑混合均勻，涂布在銅箔上制成負極極片；以聚丙烯隔膜為隔膜，由上述正極極片、負極極片和電解液制備得到鈉離子電池。
18、更優選地，鈉離子電池的制備中，氟代磷酸礬鈉、聚偏氟乙烯、乙炔黑以80-90：5-10：5-10的質量比混合，正極極片上正級活性材料載量為15-25mg·cm-2；硬碳材料、羧甲基纖維素、乙炔黑以80-90：5-10：5-10的質量比混合，負極極片上負級活性材料載量為30-40mg·cm-2；電解液為napf6溶液，電解液由napf6、碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯混合而成，電解液中napf6的濃度為0.5-2m，電解液中碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯以體積比1：0.5-2的比例混合使用。
19、本專利技術公開了一種鈉離子電池的二次除本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，包括：對生物質椰殼進行預處理得到預處理椰殼材料，然后預處理椰殼材料與摻雜劑混合后進行碳化處理，得到硬碳材料；所述摻雜劑包括硫磺粉、二酒石酸乙二胺和1-丁基-2-吡咯烷酮中至少1種。
2.根據權利要求1所述的一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，其特征在于，所述硫磺粉的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%，二酒石酸乙二胺的使用量為預處理椰殼材料的3-15wt%，1-丁基-2-吡咯烷酮的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%。
3.根據權利要求1所述的一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，其特征在于，所述碳化處理中，在250-350℃下預碳化1-3h，然后在惰性氣體氛圍下，在900-1200℃下熱處理2-6h，。
4.根據權利要求1所述的一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，其特征在于，所述預處理中，將生物質椰殼加入預處理液中，在70-90℃下處理6-24h。
5.根據權利要求4所述的一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，其特征在于，預處理液由亞氯酸鈉、乙酸和水混合而成，預處理液中亞氯酸鈉的含量為0.3
6.權利要求1-5任一所述制備方法制備得到的鈉離子電池用硬碳材料。
7.一種鈉離子電池，包括：權利要求6所述鈉離子電池用硬碳材料。
8.根據權利要求7所述的一種鈉離子電池的制備方法，其特征在于，將正級活性材料氟代磷酸礬鈉、聚偏氟乙烯、乙炔黑混合均勻，涂布在鋁箔上制成正極極片；將權利要求6所述鈉離子電池用硬碳材料、羧甲基纖維素、乙炔黑混合均勻，涂布在銅箔上制成負極極片；以聚丙烯隔膜為隔膜，由上述正極極片、負極極片和電解液制備得到鈉離子電池。
9.一種鈉離子電池的二次除氣方法，包括：將鈉離子電池置于密閉裝置中，抽真空至真空度1為-60~-70kPa；對于氣袋部分，刺刀刺破氣袋，退回刺刀；持續抽真空，待真空度2達到-80~-85kpa后，對鈉離子電池兩面分別施加面壓小為0.05-0.4mpa的壓力；持續抽真空，待真空度3達到-90~-95kpa后，保持狀態持續2~4s的時間，上下封頭在鈉離子電池本體側邊將鋁塑膜熱封。
10.根據權利要求9所述的一種鈉離子電池的二次除氣方法，其特征在于，所述鈉離子電池經輥壓處理后，輥壓處理中，在20-40℃的室溫下，將鈉離子電池靜置處理，保證鈉離子電池的本體溫度與外部室溫一致，然后采用輥輪對鈉離子電池本體的正反面進行輥壓處理。
...【技術特征摘要】
1.一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，包括：對生物質椰殼進行預處理得到預處理椰殼材料，然后預處理椰殼材料與摻雜劑混合后進行碳化處理，得到硬碳材料；所述摻雜劑包括硫磺粉、二酒石酸乙二胺和1-丁基-2-吡咯烷酮中至少1種。
2.根據權利要求1所述的一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，其特征在于，所述硫磺粉的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%，二酒石酸乙二胺的使用量為預處理椰殼材料的3-15wt%，1-丁基-2-吡咯烷酮的使用量為預處理椰殼材料的2-10wt%。
3.根據權利要求1所述的一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，其特征在于，所述碳化處理中，在250-350℃下預碳化1-3h，然后在惰性氣體氛圍下，在900-1200℃下熱處理2-6h，。
4.根據權利要求1所述的一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，其特征在于，所述預處理中，將生物質椰殼加入預處理液中，在70-90℃下處理6-24h。
5.根據權利要求4所述的一種鈉離子電池用硬碳材料的制備方法，其特征在于，預處理液由亞氯酸鈉、乙酸和水混合而成，預處理液中亞氯酸鈉的含量為0.3-1.5wt%，預處理液中乙酸的含量為0.5-4wt%，生物質椰殼的使用量為預處理液的10-30wt%。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：單海鵬，王發博，王啟躍，鄧杰，李龍龍，劉桃松，陳冬，陳建，
申請(專利權)人：浙江華宇鈉電新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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