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空气稳定性钠电池正极极片的制备方法、极片及其应用

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


空气稳定性钠电池正极极片的制备方法、极片及其应用

技术领域

本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种空气稳定性钠电池正极极片的制备方法、极片及其应用。

背景技术

钠离子电池自发展以来,以其和锂离子电池相似的电化学性能得到了大量研究。但是,由于钠离子电池的比能量密度较低,在以数码类电池为主的应用中受到了较大的限制。近几年,随着锂离子电池在电动车领域的大批量应用,使得锂资源越来越匮乏,锂离子电池的主要原材料碳酸锂的价格出现大幅度增长,使得产业链企业的生产成本也大幅度上升。钠离子电池由于其原材料资源丰富,且价格便宜稳定,再次被产业界关注并研究。

目前,行业内的钠电正极材料也存在一定的问题,钠电正极材料原材料一般含有钠金属,而正极材料中的钠会与空气中的水发生析氢反应,形成氢氧化钠,而氢氧化钠继续与空气中的二氧化碳反应形成碳酸钠,使得正极材料表面会因为存在杂质而降低该正极材料的性能。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种空气稳定性钠电池正极极片的制备方法,改善正极极片在空气中的稳定性。

为实现上述目的,本发明提出的一种空气稳定性钠电池正极极片的制备方法,包括以下步骤:

将粘结剂加入溶剂,搅拌,烘干,得到预处理的粘结剂;

在所述预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物;

辊压所述混合物,得到混合涂层,将所述混合涂层设置在集流体,得到正极极片。

为了提高粘结剂与导电剂和正极材料混合的均匀性,将粘结剂加入溶剂中,搅拌,烘干,得到预处理的粘结剂,可以理解的是,干燥状态的粘结剂容易卷曲团聚在一起,分散性较差,将粘结剂经过溶剂处理后,粘结剂吸收溶剂发生溶胀现象,使得粘结剂聚合物分子链呈舒展状态,有助于预处理的粘结剂在与导电剂和正极材料混合过程中提高粘结剂与导电剂和正极材料的接触面积和混合均匀性。

另外,溶剂容易吸水,为了降低极片制备过程中的吸水性,将粘结剂采用溶剂处理后,搅拌,再烘干,使得降低溶剂的用量,减轻极片制备过程中对水的敏感性,降低在极片制备过程中正极材料与水发生反应,产生残碱,影响极片的性能。

在将预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物后,辊压混合物,得到混合涂层,将混合涂层设置在集流体,得到正极极片,采用先将制备得到的混合物辊压成混合涂层后,再将该混合涂层设置在集流体表面,可以减轻对集流体的辊压,避免在集流体上辊压过程中使得集流体发生形变,影响集流体的导电性能。可以理解的是,混合涂层是指粘结剂、导电剂、正极材料构成的混合物在辊压机下挤压成一定厚度的层状结构。

另外,单独将制备得到的混合物进行辊压成混合涂层,由于不用考虑集流体承载辊压力的压力大小,可以采用更大的辊压力制备混合涂层,使得可以制备得到压实密度更大的混合涂层,混合涂层的压实密度的提高,可以降低其孔隙率和比表面积,进一步降低极片与空气中的水接触的可能性,提高极片在空气中的稳定性。

也即,通过本申请的空气稳定性钠电池正极极片的制备方法得到的正极极片,具有较好的空气稳定性。

进一步地,在所述将粘结剂加入溶剂,搅拌,烘干,得到预处理的粘结剂的步骤中,所述搅拌时间为30min-300min,所述搅拌速度为6000r/min-20000r/min,所述烘干温度为80℃-120℃,所述烘干时间为30min-120min,所述预处理的粘结剂的固含为70%-90%。

在对粘结剂进行预处理的步骤中,为了使得粘结剂聚合物分子链有效舒展,其搅拌过程中,搅拌时间为30min-300min,搅拌速度为6000r/min-20000r/min;另外,为了使得在烘干过程中去掉部分溶剂,且不破坏粘结剂的结构,烘干温度为80℃-120℃,烘干时间为30min-120min。

粘结剂进行预处理后,不能是完全干燥的状态,以避免其再次卷曲团聚,同时为了方便粘结剂与导电剂和正极材料的混合,预处理的粘结剂的固含量为70%-90%。

进一步地,所述搅拌时间为200min,所述搅拌速度为10000r/min,所述烘干温度为80℃,所述烘干时间为60min,所述预处理的粘结剂的固含为80%。

综合考虑制备工艺的时间成本、加工成本和极片的质量,在对粘结剂进行预处理的步骤中,搅拌时间为200min,搅拌速度为10000r/min,烘干温度为80℃,烘干时间为60min,预处理的粘结剂的固含为80%。

可选地,在所述预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物的步骤中,还包括以下步骤:

在所述预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,进行第一步搅拌,所述第一步搅拌速度为200r/min-2000r/min,所述第一步搅拌时间为30min-90min,再进行第二步搅拌,所述第二步搅拌速度为3000r/min-6000r/min,所述第二步搅拌时间为30min-180min。

本申请粘结剂、导电剂、正极材料搅拌过程中溶剂的质量较少,为了使得搅拌过程中分散均匀,采用两步搅拌步骤,第一步低速搅拌,第二步高速搅拌,在第一步低速搅拌的条件下,使得各组分充分混合,再经过第二步高速搅拌,使得各组分分散均匀。第一步搅拌速度为200r/min-2000r/min,第一步搅拌时间为30min-90min,再进行第二步搅拌,第二步搅拌速度为3000r/min-6000r/min,第二步搅拌时间为30min-180min。

可选地,所述第一步搅拌速度为600r/min,所述第一步搅拌时间为60min,所述第二步搅拌速度为4000r/min,所述第二步搅拌时间为120min。

综合考虑制备工艺的时间成本、加工成本和极片的质量,第一步搅拌速度为600r/min,第一步搅拌时间为60min,第二步搅拌速度为4000r/min,第二步搅拌时间为120min。

可选地,在所述预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物的步骤中,所述混合物的固含量为60%至90%,优选为80%。

在预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物,为了降低混合物中溶剂的吸水性,混合物的固含量为60%至90%,优选为80%,同时,采用上述固含量的混合物,也有助于在后续辊压混合物过程中,将混合物辊压成涂层状态。

可选地,在所述辊压所述混合物,得到混合涂层,将所述混合涂层设置在集流体,得到正极极片的步骤中,还包括以下步骤:

辊压所述混合物,得到混合涂层,将所述混合涂层设置在集流体的两侧,并压平所述混合涂层,得到正极极片。

在将混合涂层设置在集流体上后,将该混合涂层在集流体上压平,使得混合涂层紧密贴合、并粘结至集流体。

可选地,所述集流体的厚度为8μm-16μm,所述正极极片单面的面密度为100g/m

所述粘结剂为聚偏氟乙烯;

所述正极材料包括三元正极材料、聚阴离子材料、普鲁士蓝类材料中的至少一种;

所述导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯、导电石墨中的至少一种;

所述溶剂包括无水乙醇、NMP和DMF中的至少一种;

所述粘结剂、所述正极材料、所述导电剂的质量份数比范围值为(0.5至4):(93至99):(0.5至3)。

在空气稳定性钠电池正极极片的制备方法中,采用的集流体的厚度为8μm-16μm,以得到合适的能量密度的电池。

通过本申请空气稳定性钠电池正极极片的制备方法得到的正极极片,其单面的面密度为100g/m

通过本申请空气稳定性钠电池正极极片的制备方法得到的正极极片,正极极片的压实密度为3.0g/cm

粘结剂,是指具有粘接性能的材料,用以将不同的物质粘接在一起。理论上,本申请中的粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚氧化乙烯中的至少一种。经过实际应用,发现在采用聚偏氟乙烯(例如,包括但不限于聚四氟乙烯)时,其粘结性能最好,也即,一方面在将混合物辊压成混合涂层的过程中,其不容易粘结在辊压的器具上,另一方面,在将混合涂层设置在集流体上后,其能有效粘结在集流体上。

正极材料包括三元正极材料(包括但不限于镍铁锰酸钠,铜铁锰酸钠等等)、聚阴离子材料(包括但不限于磷酸钒钠,磷酸铁钠,氟磷酸铁钠等)、普鲁士蓝类材料中的至少一种;导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯、导电石墨中的至少一种;溶剂包括无水乙醇、NMP和DMF中的至少一种。

在制备过程中粘结剂、正极材料、导电剂的质量份数比范围值为(0.5至4):(93至99):(0.5至3)。

可选地,本申请还提供一种钠电池正极极片,所述钠电池正极极片包括如所述的空气稳定性钠电池正极极片的制备方法得到的钠电池正极极片。

可选地,本申请还提供一种钠电池正极极片的应用,所述钠电池正极极片在电池中的应用;所述钠电池正极极片在用电装置中的应用。

本申请提供一种空气稳定性钠电池正极极片的制备方法,包括以下步骤:将粘结剂加入溶剂,搅拌,烘干,得到预处理的粘结剂;在预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物;辊压混合物,得到混合涂层,将混合涂层设置在集流体,得到正极极片。采用本申请的制备方法,可以改善极片制备过程中对水的敏感性,降低正极材料生成残碱的风险,提高正极极片的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种空气稳定性钠电池正极极片的制备方法流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“A和/或B为例”,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

目前,行业内大部分钠离子电池有三种正极材料路线,层状氧化物,聚阴离子,普鲁士蓝。行业内的钠电正极材料也存在一定的问题,钠电正极材料原材料一般含有钠金属,而正极材料中的钠会与空气中的水发生析氢反应,形成氢氧化钠,而氢氧化钠继续与空气中的二氧化碳反应形成碳酸钠,然而在搅拌匀浆时这一反应会持续加大,在搅拌时极易吸水,使粘结剂PVDF发生脱氟反应,从而导致浆料成凝胶态,严重影响后续涂布工艺,同时正极极片在空气中也会发生吸水反应,产生的氢氧化钠会进一步与铝箔发生反应产生氢气,影响钠离子电池的容量,同时也会带来电池产气等等问题。

为了改善正极极片的空气稳定性,本申请提出一种空气稳定性钠电池正极极片的制备方法,如图1所示,包括以下步骤:将粘结剂加入溶剂,搅拌,烘干,得到预处理的粘结剂;在预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物;辊压混合物,得到混合涂层,将混合涂层设置在集流体,得到正极极片。

为了提高粘结剂与导电剂和正极材料混合的均匀性,将粘结剂加入溶剂中,搅拌,烘干,得到预处理的粘结剂,可以理解的是,干燥状态的粘结剂容易卷曲团聚在一起,分散性较差,将粘结剂经过溶剂处理后,粘结剂吸收溶剂发生溶胀现象,使得粘结剂聚合物分子链呈舒展状态,有助于预处理的粘结剂在与导电剂和正极材料混合过程中提高粘结剂与导电剂和正极材料的接触面积和混合均匀性。

另外,溶剂容易吸水,为了降低极片制备过程中的吸水性,将粘结剂采用溶剂处理后,搅拌,再烘干,使得降低溶剂的用量,减轻极片制备过程中对水的敏感性,降低在极片制备过程中正极材料与水发生反应,产生残碱,影响极片的性能。

在将预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物后,辊压混合物,得到混合涂层,将混合涂层设置在集流体,得到正极极片,采用先将制备得到的混合物辊压成混合涂层后,再将该混合涂层设置在集流体表面,可以减轻对集流体的辊压,避免在集流体上辊压过程中使得集流体发生形变,影响集流体的导电性能。可以理解的是,混合涂层是指粘结剂、导电剂、正极材料构成的混合物在辊压机下挤压成一定厚度的层状结构。

另外,单独将制备得到的混合物进行辊压成混合涂层,由于不用考虑集流体承载辊压力的压力大小,可以采用更大的辊压力制备混合涂层,使得可以制备得到压实密度更大的混合涂层,混合涂层的压实密度的提高,可以降低其孔隙率和比表面积,进一步降低极片与空气中的水接触的可能性,提高极片在空气中的稳定性。

也即,通过本申请的空气稳定性钠电池正极极片的制备方法得到的正极极片,具有较好的空气稳定性。

在一实施例中,在将粘结剂加入溶剂,搅拌,烘干,得到预处理的粘结剂的步骤中,搅拌时间为30min-300min,搅拌速度为6000r/min-20000r/min,烘干温度为80℃-120℃,烘干时间为30min-120min,预处理的粘结剂的固含为70%-90%。

在对粘结剂进行预处理的步骤中,为了使得粘结剂聚合物分子链有效舒展,其搅拌过程中,搅拌时间为30min-300min,搅拌速度为6000r/min-20000r/min;另外,为了使得在烘干过程中去掉部分溶剂,且不破坏粘结剂的结构,烘干温度为80℃-120℃,烘干时间为30min-120min。

粘结剂进行预处理后,不能是完全干燥的状态,以避免其再次卷曲团聚,同时为了方便粘结剂与导电剂和正极材料的混合,预处理的粘结剂的固含量为70%-90%。

上述30min-300min中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及30min、50min、80min、100min、120min、150min、180min、200min、220min、250min、280min、300min等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

上述6000r/min-20000r/min中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及6000r/min、7000r/min、8000r/min、9000r/min、10000r/min、12000r/min、14000r/min、16000r/min、18000r/min、20000r/min等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

上述80℃-120℃中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

上述30min-120min中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

上述70%-90%中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及70%、75%、80%、85%、90%等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

在一实施例中,搅拌时间为200min,搅拌速度为10000r/min,烘干温度为80℃,烘干时间为60min,预处理的粘结剂的固含为80%。

综合考虑制备工艺的时间成本、加工成本和极片的质量,在对粘结剂进行预处理的步骤中,搅拌时间为200min,搅拌速度为10000r/min,烘干温度为80℃,烘干时间为60min,预处理的粘结剂的固含为80%。

在一实施例中,在预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物的步骤中,还包括以下步骤:在预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,进行第一步搅拌,第一步搅拌速度为200r/min-2000r/min,第一步搅拌时间为30min-90min,再进行第二步搅拌,第二步搅拌速度为3000r/min-6000r/min,第二步搅拌时间为30min-180min。

本申请粘结剂、导电剂、正极材料搅拌过程中溶剂的质量较少,为了使得搅拌过程中分散均匀,采用两步搅拌步骤,第一步低速搅拌,第二步高速搅拌,在第一步低速搅拌的条件下,使得各组分充分混合,再经过第二步高速搅拌,使得各组分分散均匀。第一步搅拌速度为200r/min-2000r/min,第一步搅拌时间为30min-90min,再进行第二步搅拌,第二步搅拌速度为3000r/min-6000r/min,第二步搅拌时间为30min-180min。

上述200r/min-2000r/min中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及200r/min、300r/min、500r/min、800r/min、1000r/min、1200r/min、1400r/min、1600r/min、1800r/min、2000r/min等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

上述30min-90min中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

上述3000r/min-6000r/min中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及3000r/min、3300r/min、3500r/min、3800r/min、4000r/min、4200r/min、4400r/min、4600r/min、4800r/min、5000r/min、5300r/min、5500r/min、5800r/min、6000r/min等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

上述30min-180min中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及30min、50min、80min、100min、120min、150min、180min等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

在一实施例中,第一步搅拌速度为600r/min,第一步搅拌时间为60min,第二步搅拌速度为4000r/min,第二步搅拌时间为120min。

综合考虑制备工艺的时间成本、加工成本和极片的质量,第一步搅拌速度为600r/min,第一步搅拌时间为60min,第二步搅拌速度为4000r/min,第二步搅拌时间为120min。

在一实施例中,在预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物的步骤中,混合物的固含量为60%至90%,优选为80%。

在预处理的粘结剂中加入导电剂和正极材料,搅拌,得到混合物,为了降低混合物中溶剂的吸水性,混合物的固含量为60%至90%,优选为80%,同时,采用上述固含量的混合物,也有助于在后续辊压混合物过程中,将混合物辊压成涂层状态。

在一实施例中,在辊压混合物,得到混合涂层,将混合涂层设置在集流体,得到正极极片的步骤中,还包括以下步骤:辊压混合物,得到混合涂层,将混合涂层设置在集流体的两侧,并压平混合涂层,得到正极极片。

在将混合涂层设置在集流体上后,将该混合涂层在集流体上压平,使得混合涂层紧密贴合、并粘结至集流体。

在一实施例中,集流体的厚度为8μm-16μm,正极极片单面的面密度为100g/m

在空气稳定性钠电池正极极片的制备方法中,采用的集流体的厚度为8μm-16μm,以得到合适的能量密度的电池。

通过本申请空气稳定性钠电池正极极片的制备方法得到的正极极片,其单面的面密度为100g/m

正极极片的压实密度为3.0g/cm

粘结剂,是指具有粘接性能的材料,用以将不同的物质粘接在一起。理论上,本申请中的粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚氧化乙烯中的至少一种。经过实际应用,发现在采用聚偏氟乙烯(例如,包括但不限于聚四氟乙烯)时,其粘结性能最好,也即,一方面在将混合物辊压成混合涂层的过程中,其不容易粘结在辊压的器具上,另一方面,在将混合涂层设置在集流体上后,其能有效粘结在集流体上。

正极材料包括三元正极材料(包括但不限于镍铁锰酸钠,铜铁锰酸钠等等)、聚阴离子材料(包括但不限于磷酸钒钠,磷酸铁钠,氟磷酸铁钠等)、普鲁士蓝类材料中的至少一种;导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯、导电石墨中的至少一种;溶剂包括无水乙醇、NMP和DMF中的至少一种。

在制备过程中粘结剂、正极材料、导电剂的质量份数比范围值为(0.5至4):(93至99):(0.5至3)。

上述8μm-16μm中,取值包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值,具体示例包括但不限于实施例中的点值以及8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm等,以及上述任意两个点值之间的范围值。

上述100g/m

在一实施例中,本申请还提供一种钠电池正极极片,钠电池正极极片包括如上述的空气稳定性钠电池正极极片的制备方法得到的钠电池正极极片。

在一实施例中,本申请还提供一种钠电池正极极片的应用,钠电池正极极片在电池中的应用;钠电池正极极片在用电装置中的应用。

当电池为钠离子电池时,正极可以是层状氧化物、聚阴离子型化合物,负极可以是硬碳、软碳、掺磷多孔碳或者其混合物。

用电装置包括本申请提供的电池、电池模块、或电池包中的至少一种。电池、电池模块、或电池包可以用作用电装置的电源,也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等,但不限于此。

作为用电装置,可以根据其使用需求来选择电池单体、电池模块或电池包。

例如,用电装置可以为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对电池单体的高功率和高能量密度的需求,可以采用电池包或电池模块。

作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化,可以采用电池单体作为电源。

实施例

以磷酸铁锂方形铝壳电池为例:

实施例1

S1:1份PTFE与无水乙醇混合搅拌(固含量为50%),转速为10000r/min,时间为200min,后在80℃烘60min,得到预处理的粘结剂,其固含量为80%。

S2:向S1的材料中加入98份镍铁锰酸钠、0.5份导电碳黑和0.5份的碳纳米管,开始转数为600r/min,时间为60min,后加大转速到4000r/min,时间为120min,得到混合物,其固含量约为75%。

S3:辊压混合物5次,得到混合涂层,将混合涂层设置在铝箔的两面,单面面密度为250g/m

采用实施例1的方法制备得到3份正极极片,并测试正极极片的合格率。

将负极极片、正极极片、隔膜、电解液组装成电池,测试其性能,可以理解的是,负极极片的制备,以及电池的组装可按照文献中公开的方法制备得到。

实施例2:在实施例1的基础上,调节S1中预处理的粘结剂的固含量为70%。

实施例3:在实施例1的基础上,调节S2的低速转速为500r/min,时间为90min。

实施例4:在实施例1的基础上,调节S2的高速转速为5000r/min,时间为130min。

实施例5:在实施例1的基础上,调节S3的面密度为200g/m

对比例1:先加入50份和2份pvdf的NMP溶液,搅拌速率为5000r/min,时间为40min。加1份入碳纳米管搅拌速率为500r/min,时间为30min;加入2份super p,搅拌速率为500r/min,时间为30min,转换搅拌速度4000r/min,时间为10h,后加入95份镍铁锰酸钠,搅拌速度为500r/min,时间为30min。后转换搅拌速率为5000r/min,时间为12h。转出涂布,涂布单面面密度为180g/m

性能测试

电芯能量密度的测试步骤:对钠离子电池进行容量测试(设定1C为设计容量/充放电时间1h),流程如下:将二次电池以0.33C的倍率恒流充电至充电上限电压V;再恒压充电,截止电流为0.05C;并以0.33C恒流放电至放电下限电压,从而得到放电容量。电池能量密度可由下方关系式可得到:

电池能量密度=放电容量×放电平均电压/电池质量。

正极极片合格率的判定标准:无明显外观缺陷,质量和厚度达标即可。

压实密度的测试步骤:取面积为1540.25mm

表1试验参数列表

从表1可以看出,采用本申请的制备方法,得到的正极极片的合格率得到提升,并且正极极片的压实密度也得到了提升,电芯的能量密度也得到了改善,本申请的技术方案,解决了钠离子电池中正极配料吸水的问题,提高了生产效率,同时增加极片的合格率,减少加工的成本,增加正极极片的面密度,提高了电芯的能量密度。

上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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06120116525208