CN116130593A - 一种容量补偿剂、电池正极及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种容量补偿剂、电池正极及其应用；本发明的容量补偿剂应用于钠离子电池中，包括补钠剂和补锂剂；所述补钠剂和所述补锂剂同时具有补充容量的功能；在所述容量补偿剂中，所述补钠剂的可补充容量Q_Na与所述补锂剂的可补充容量Q_Li之比，即容量补偿比，满足2≤Q_Na/Q_Li≤20；其中，Q_Na＝m_Na*C_Na；Q_Li＝m_Li*C_Li；本发明的双离子容量补偿剂相比于现有技术中的补钠剂能够补充更多的容量，并且还能够提高钠离子电池长期循环时的容量保持率。

Description

一种容量补偿剂、电池正极及其应用

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种容量补偿剂、电池正极及其应用。

背景技术

近年来储能技术得到快速发展，其中锂离子电池最具代表性。锂离子电池具有循环寿命长、能量密度高等特点，被广泛应用于消费电子、新能源汽车和航空航天等领域。然而，在充放电过程中负极会形成SEI膜，造成活性锂的损失，降低了电池的库伦效率和能量密度。为此，研究人员发明了补锂技术，包括正极补锂、负极补锂、隔膜补锂和电解液补锂等类型，其中正极补锂技术发展最快，部分厂家已实现工业化。正极补锂技术使用的方法是在正极材料中添加补锂剂，补锂剂的充电容量大于正极活性材料的容量，在电池充放电过程中会释放出锂离子，弥补负极SEI膜生长造成的不可逆锂离子损耗，达到补锂的目的。

随着锂电产业快速发展的同时也带动了锂盐价格的快速上升，导致原材料成本急剧增加。而地球上的钠资源极其丰富，为降低成本，学术及产业界都在进行钠离子电池的开发。钠电同锂电一样，在充放电过程中负极会形成SEI膜，造成活性钠的损失，导致库伦效率和能量密度降低，因此，同锂电补锂技术一样衍生出了钠电补钠技术。

现有技术中，正极补钠材料可分为四种类型，包括①富钠三元钠盐，例如Na₂NiO₂、Na₅FeO₄、NaCrO₂、Na₂MnO₃等；②牺牲型钠盐(分解后无惰性残留物)，例如NaN₃、Na₂C₄O₄、Na₂C₃O₅、Na₂C₄O₆等；③基于转换反应的纳米复合材料，例如M/Na₂O、M/Na_xS等(M＝Mn、Ni、Co等)；④过嵌钠正极盐类：Na₄V₂(PO₄)₃、Na₄V₂(PO₄)₂F等；然而上述正极补钠材料中富钠三元盐补钠性能居中，性价比有待进一步提高；牺牲型钠盐补钠性能较高，但分解后会产生气体，引起电池鼓胀；基于转换反应的纳米复合材料的补钠性能也较高，但制备方法繁琐，成本较高；过嵌钠正极盐类虽然成本较低，但补钠性能较低。

发明专利CN110783525A公开了一种钠离子电池用正极添加剂，所述正极添加剂为牺牲盐类，化学式为Li_xM_yO_z，其中，M为元素周期表中的第三、第四及第五周期中的一种或多种元素组合，x，y及z满足电荷平衡，并且满足x≥1，y≥1，z≥2；然而上述正极添加剂在充电时锂离子会迁入到电解液中，而钠离子电池电解液中只含有钠离子，锂离子过多导致电解液中的钠离子含量下降过多，放电时锂离子会迁入到正极活性材料的晶格中，由于正极活性材料的离子迁移通道是专为钠离子设计，匹配性最佳，当离子迁移通道被过多锂离子占据时，会使得正极活性材料的倍率性能和循环寿命下降。

发明内容

针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明旨在提供一种容量补偿剂、电池正极及其应用。本发明的容量补偿剂应用于钠离子电池，包括补钠剂和补锂剂，所述补钠剂和所述补锂剂同时具有补充容量的功能，充电时，钠离子和锂离子将同时迁移到电解液中，而电解液中的钠离子会迁移到负极，完成容量补充的功能；本发明的双离子容量补偿剂相比于现有技术中的补钠剂能够补充更多的容量，并且还能够提高正极活性材料长期循环时的容量保持率。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种钠离子电池用容量补偿剂，采用如下的技术方案：

一种钠离子电池用容量补偿剂，包括：补钠剂和补锂剂；所述补钠剂和所述补锂剂同时具有补充容量的功能；在所述容量补偿剂中，所述补钠剂的可补充容量Q_Na与所述补锂剂的可补充容量Q_Li之比，即容量补偿比，满足2≤Q_Na/Q_Li≤20(比如Q_Na/Q_Li＝2.1、2.2、2.3、2.5、5、10、12、15、17、19)，其中，Q_Na＝m_Na*C_Na(m_Na为补钠剂质量，C_Na为补钠剂的克容量)，Q_Li＝m_Li*C_Li(m_Li为补锂剂质量，C_Li为补锂剂的克容量)。

本发明中容量补偿剂包括补钠剂和补锂剂，是一种双离子容量补偿剂，应用于钠离子电池中，在充电时，钠离子和锂离子会同时迁入到电解液中，而钠离子电池电解液中只含有钠离子，如果容量补偿比＜2，即容量补偿剂中补锂剂的可补充容量接近或大于补钠剂的可补充容量，会导致电解液中存在过多的锂离子，使得电解液中的钠离子含量下降过多，在放电时锂离子会迁入到正活性材料的晶格中，迁移通道被过多的锂离子占据从而降低正极材料的倍率性能和循环寿命；如果容量补偿比＞20，则容量补偿剂的容量补充效果不明显。

在上述钠离子电池用容量补偿剂中，作为一种优选实施方式，在所述容量补偿剂中，所述补钠剂的可补充容量Q_Na与所述补锂剂的可补充容量Q_Li之比，即容量补偿比等于2.2。

在上述钠离子电池用容量补偿剂中，作为一种优选实施方式，所述补钠剂选自Na₂NiO₂、Na₅FeO₄、Na₂MnO₃、NaCrO₂、Na₂C₄O₄、Na₂C₆O₆中一种或多种。

在上述钠离子电池用容量补偿剂中，作为一种优选实施方式，所述补锂剂选自Li₂NiO₂、Li₅FeO₄、Li₂CuO₂、Li₆CoO₄、Li₅ReO₆、LiN₃、Li₂C₄O₄、Li₂C₃O₅、Li₂C₄O₆、M1/Li₂O、M2/LiF、M3/Li_xS、Li_1+yVPO₄F中一种或几种，其中，在M1/Li₂O、M2/LiF、M3/Li_xS中，M1、M2、M3各自独立地选自Mn、Ni、Co、Ru中的其中一种，所述M3/Li_xS，0＜x≤6(比如x＝1、2、3、4、5、6)；所述Li_1+yVPO₄F，0＜y≤1(比如y＝0.1、0.2、0.5、0.7、0.8、0.9)。

本发明第二方面提供一种钠离子电池正极，包括：正极集流体以及粘附在所述正极集流体至少一侧面的正极活性物质层；所述正极活性物质层的原料包括：正极活性材料、上述容量补偿剂、粘结剂和导电剂；以质量百分比计，所述正极活性材料90％-98.5％(比如90.5％、91％、92％、94％、95％、97％、98％)，所述容量补偿剂0.5％-5％(比如0.6％、0.8％、1％、2％、3％、4％、4.5％)，所述粘结剂0.5％-5％(比如0.6％、0.8％、1％、2％、3％、4％、4.5％)，所述导电剂0.5％-5％(比如0.6％、0.8％、1％、2％、3％、4％、4.5％)；通过将所述正极活性物质层的原料溶解于有机溶剂中得到正极浆料，然后将所述正极浆料在集流体上进行涂布处理、干燥处理、辊压处理制得钠锂子电池正极。

在上述钠离子电池正极中，作为一种优选实施方式，所述正极活性材料选自普鲁士蓝类化合物、钒酸钠、磷酸钒钠、氟磷酸钒钠、磷酸钴钠、磷酸铁钠、层状锰酸钠、镍锰酸钠、镍钴锰酸钠、镍钴铝酸钠、焦磷酸铁钠中的一种或几种；优选地，所述普鲁士蓝类化合物的化学式为Na_zM[Fe(CN)₆]·mH₂O，其中，0＜z＜6(比如z＝0.5、1、2、3、4、5)，0＜m＜6(比如m＝1、2、3、4、5)，M选自Fe、Co、Ni、Cu中的一种或几种。

在上述钠离子电池正极中，作为一种优选实施方式，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚苯胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚硅氧烷、丁苯橡胶、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种。

在上述钠离子电池正极中，作为一种优选实施方式，所述导电剂选自super P导电炭黑、科琴黑、片层石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种。

在上述钠离子电池正极中，作为一种优选实施方式，所述有机溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮、二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃中一种或多种；优选地，所述有机溶剂的质量为所述活性物质层的原料质量的25％-60％(比如30％、35％、40％、45％、50％、55％)；更优选地，所述有机溶剂的质量为所述正极活性物质层的原料质量的35％。

在上述钠离子电池正极中，作为一种优选实施方式，所述正极集流体为铝箔或碳基集流体。

在上述钠离子电池正极中，作为一种优选实施方式，所述干燥处理的温度为80℃-130℃(比如90℃、100℃、110℃、120℃、125℃)，干燥时间为30-90min(比如40min、50min、60min、70min、80min)。

本发明第三方面提供一种上述钠离子电池正极在钠离子电池中的应用。

本发明相比于现有技术，具有如下优势：

本发明的钠离子电池用容量补偿剂，包括补钠剂和补锂剂，其中补锂剂也具有补充容量的功能，充电时，钠离子和锂离子将同时迁移到电解液中，而电解液中的钠离子会迁移到负极，完成容量补充的功能；本发明的双离子容量补偿剂相比于现有技术中的补钠剂能够补充更多的容量，并且还能够提高正极材料长期循环时的容量保持率。

附图说明

图1为本发明钠离子电池用容量补偿剂组装成钠离子电池的结构示意图；

附图标记说明：1、正极极片；11、正极集流体；12、正极活性物质层；121、正极活性材料；122、补锂剂；123、补钠剂；2、负极极片；21、负极集流体；22、负极活性物质层；221、负极活性材料；3、隔膜。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明的实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的工艺参数，通常按照常规条件。

在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本发明中具体公开。

本发明中，除非另有规定和/或说明，自始至终，所有涉及组分用量的数值均为“重量份”。下列实施例中未注明具体条件的工艺参数，通常按照常规条件。以下实施例中所述的原料均可从公开商业途径获得。本发明钠离子电池用容量补偿剂组装成钠离子电池的结构示意图参见图1，包括：正极极片1、负极极片2以及设置在两者中间的隔膜3和电解液；正极极片1包括:正极集流体11以及附着在所述正极集流体11至少一个侧面上的正极活性物质层12，正极活性物质层12的原料包括：正极活性材料121、导电剂、粘结剂以及容量补偿剂，容量补偿剂包括：补锂剂122以及补钠剂123；负极极片2包括：负极集流体21以及附着在所述负极集流体21至少一个侧面上的负极活性物质层22；负极活性物质层22的原料包括：负极活性材料221、导电剂和粘结剂；本发明所述的钠离子电池中使用的负极极片2、隔膜3和电解液没有特别限定，可以是现有钠电技术中已知的任何种类的材料，只要可用于制造具有储能功能的钠离子电池即可。所述钠离子电池在化成工序充电至双离子容量补偿剂的脱锂/脱钠电位，能够使其中的锂/钠离子脱出后迁入电解液，与此同时电解液中的钠离子将嵌入负极，达到补偿容量的目的。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地描述。

实施例1一种钠离子电池的制备方法，包括：

(1)制备正极极片：正极活性物质层的原料为磷酸铁钠、PVDF、super P导电炭黑、碳纳米管、补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂，质量百分比依次为：94.6wt％、1.5wt％、0.7wt％、0.7wt％、0.67wt％、1.83wt％；

首先将PVDF加入到氮甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌溶解，之后加入磷酸铁钠、superP导电炭黑、碳纳米管、补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂搅拌分散均匀，制得正极浆料，其中，有机溶剂的质量占正极活性物质层的原料质量的35wt％；

然后将上述52g正极浆料均匀涂布于铝箔表面，再在90℃下烘干1h，得到活性物质层质量为33.8g，再进行辊压处理，辊压处理后的压实密度为2.5g/cm³，之后再进行切边、裁片、分条，分条后于真空条件下以105℃烘干5小时，接着铝极焊接极耳，制成正极极片。

(2)制备负极极片：负极活性物质层的原料为硬碳、丁苯橡胶SBR、增稠剂羧甲基纤维素钠CMC、super P导电炭黑，质量百分比依次为：95.5wt％、1.7wt％、1.8wt％、1wt％。

首先将丁苯橡胶SBR加入去离子水中，搅拌溶解，之后加入硬碳、super P导电炭黑，搅拌分散均匀，再加入增稠剂羧甲基纤维素钠CMC，继续搅拌，获得负极浆料；

然后将上述22.7g负极浆料涂布在铜箔表面，再在90℃下烘干1h，得到活性物质层质量为13.6g，再进行辊压处理，辊压处理后的压实密度为1.5g/cm³，之后再进行切边、裁片、分条，分条后于真空条件下以105℃烘干5小时，接着镍极焊接极耳，制成负极极片。

(3)钠离子电池：隔膜为购买的16μm厚的多孔PE(聚乙烯)薄膜；电解液为高氯酸钠(NaClO₄)溶解于碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DEC)组成的混合溶剂中(三者的质量比为1:1:1)，得到浓度为1mol/L的电解液；

将上述正极极片、隔膜、负极极片按照N/P值为1.15卷绕制成容量为4Ah的电芯，其中，隔膜位于正极极片和负极极片之间，正极极片以铝极耳点焊引出，负极极片以镍极耳点焊引出；然后将电芯置于铝塑包装袋中，注入上述电解液，经封装、化成、分容等工序，制成钠离子电池。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，将实施例1中的正极活性材料磷酸铁钠更换为磷酸钒钠，负极浆料质量更换为24.7g，负极活性物质层质量更换为14.8g，N/P比值为1.15，电芯容量更换为4.4Ah，制备方法同实施例1。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于，将实施例1中的正极活性材料磷酸铁钠更换为Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂(简写NNMO)，补锂剂Li₂NiO₂更换为Li₅FeO₄，补钠剂Na₂NiO₂更换为NaCrO₂，补锂剂Li₅FeO₄、补钠剂NaCrO₂的质量百分比依次更改为：0.32wt％、2.18wt％，负极浆料质量更换为20.2g，负极活性物质层质量更换为12.1g，N/P比值为1.15，电芯容量更换为3.1Ah，制备方法同实施例1。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，将实施例1中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：0.71wt％、1.79wt％。

实施例5

实施例5与实施例2的区别在于，将实施例2中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：0.71wt％、1.79wt％。

实施例6

实施例6与实施例3的区别在于，将实施例3中的补锂剂Li₅FeO₄、补钠剂NaCrO₂的质量百分比依次更改为：0.35wt％、2.15wt％。

实施例7

实施例7与实施例1的区别在于，将实施例1中的补锂剂Li2NiO2、补钠剂Na2NiO2的质量百分比依次更改为：0.096wt％、2.404wt％。

实施例8

实施例8与实施例2的区别在于，将实施例2中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：0.096wt％、2.404wt％。

实施例9

实施例9与实施例3的区别在于，将实施例3中的补锂剂Li₅FeO₄、补钠剂NaCrO₂的质量百分比依次更改为：0.04wt％、2.46wt％。

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于，将实施例1中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：0.09wt％、2.41wt％。

对比例2

对比例2与实施例2的区别在于，将实施例2中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：0.09wt％、2.41wt％。

对比例3

对比例3与实施例3的区别在于，将实施3中的补锂剂Li₅FeO₄、补钠剂NaCrO₂的质量百分比依次更改为：0.038wt％、2.462wt％。

对比例4

对比例4与实施例1的区别在于，将实施例1中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：1.1wt％、1.4wt％。

对比例5

对比例5与实施例2的区别在于，将实施例2中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：1.1wt％、1.4wt％。

对比例6

对比例6与实施例3的区别在于，将实施例3中的补锂剂Li₅FeO₄、补钠剂NaCrO₂的质量百分比依次更改为：0.61wt％、1.89wt％

对比例7

对比例7与实施例1的区别在于，将实施例1中的正极活性材料磷酸铁钠、补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：97.1wt％、0wt％、0wt％。

对比例8

对比例8与实施例2的区别在于，将实施例2中的正极活性材料磷酸钒钠、补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：97.1wt％、0wt％、0wt％。

对比例9

对比例9与实施例3的区别在于，将实施例3中的正极活性材料Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂、补锂剂Li₅FeO₄、补钠剂NaCrO₂的质量百分比依次更改为：97.1wt％、0wt％、0wt％。

对比例10

对比例10与实施例1的区别在于，将实施例1中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：0wt％、2.5wt％。

对比例11

对比例11与实施例2的区别在于，将实施例2中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：0wt％、2.5wt％。

对比例12

对比例12与实施例3的区别在于，将实施例3中的补锂剂Li₅FeO₄、补钠剂NaCrO₂的质量百分比依次更改为：0wt％、2.5wt％。

对比例13

对比例13与实施例1的区别在于，将实施例1中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：2.5wt％、0wt％。

对比例14

对比例14与实施例2的区别在于，将实施例2中的补锂剂Li₂NiO₂、补钠剂Na₂NiO₂的质量百分比依次更改为：2.5wt％、0wt％。

对比例15

对比例15与实施例3的区别在于，将实施例3中的补锂剂Li₅FeO₄、补钠剂NaCrO₂的质量百分比依次更改为：2.5wt％、0wt％。

性能测试：

保持环境温度25±3℃，对以上各实施例和对比例制备得到的钠离子电池在化成后以0.33C充至4V满电态；之后以1C进行放电，放电截止电压2.5V；计算前5次正极活性材料的平均放电克容量；循环性能测试：以0.5C充电至截止电压4V，之后以1C进行放电，其具体的测试结果参见表3。

表1实施例1-6和对比例1-15中正极活性材料与容量补偿剂的组成

表2实施例1-6和对比例1-15中各补锂剂和补钠剂的克容量

名称	<![CDATA[Li<sub>2</sub>NiO<sub>2</sub>]]>	<![CDATA[Li<sub>5</sub>FeO<sub>4</sub>]]>	<![CDATA[Na<sub>2</sub>NiO<sub>2</sub>]]>	<![CDATA[NaCrO<sub>2</sub>]]>
					<![CDATA[克容量/mAh g<sup>-1</sup>]]>	413.5	710.6	330.6	230.5

表3采用实施例1-6和对比例1-15中的正极制备的钠离子电池的性能

将实施例1、4、7、对比例1、10与对比例4、13进行分析表明：添加补锂剂较多(容量补偿比较低＜2)的磷酸铁钠，其放电克容量在前5次充放电时高于添加补锂剂较少(容量补偿比较高≥2)的磷酸铁钠，但是后者的循环性能更优。

将实施例1、4、7和对比例1、10及对比例7进行分析表明：当容量补偿比≥2时，添加双离子容量补偿剂的磷酸铁钠，其放电克容量高于未添加容量补偿剂的磷酸铁钠，并且前者循环性能更优；但是当容量补偿比过高时(＞20)，正极材料的循环性能将会下降。

将实施例2、5、8、对比例2、11与对比例5、14进行分析表明：添加补锂剂较多(容量补偿比较低＜2)的磷酸钒钠，其放电克容量在前5次充放电时高于添加补锂剂较少(容量补偿比较高≥2)的磷酸钒钠，但是后者的循环性能更优。

将实施例2、5、8和对比例2、11及对比例8进行分析表明：当容量补偿比≥2时，添加双离子容量补偿剂的磷酸钒钠，其放电克容量高于未添加容量补偿剂的磷酸钒钠，并且前者循环性能更优；但是当容量补偿比过高时(＞20)，正极材料的循环性能将会下降。

将实施例3、6、9、对比例3、12与对比例6、15进行分析表明：添加补锂剂较多(容量补偿比较低＜2)的Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂，其放电克容量在前5次充放电时高于添加补锂剂较少(容量补偿比较高≥2)的Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂，但是后者的循环性能更优。

将实施例3、6、9和对比例3、12及对比例9进行分析表明：当容量补偿比≥2时，添加双离子容量补偿剂的Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂，其放电克容量高于未添加容量补偿剂的Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂，并且前者循环性能更优；但是当容量补偿比过高时(＞20)，正极材料的循环性能将会下降。

综上述，通过设定合适的容量补偿比，双离子容量补偿剂可补充更多容量，并且能提高长期循环时的容量保持率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钠离子电池用容量补偿剂，其特征在于，包括：补钠剂和补锂剂；所述补钠剂和所述补锂剂同时具有补充容量的功能；在所述容量补偿剂中，所述补钠剂的可补充容量Q_Na与所述补锂剂的可补充容量Q_Li之比，即容量补偿比，满足2≤Q_Na/Q_Li≤20；

其中，Q_Na＝m_Na*C_Na；

Q_Li＝m_Li*C_Li；

m_Na为补钠剂质量，C_Na为补钠剂的克容量；

m_Li为补锂剂质量，C_Li为补锂剂的克容量。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池用容量补偿剂，其特征在于，在所述容量补偿剂中，所述补钠剂的可补充容量Q_Na与所述补锂剂的可补充容量Q_Li之比，即容量补偿比等于2.2。

3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池用容量补偿剂，其特征在于，所述补钠剂选自Na₂NiO₂、Na₅FeO₄、Na₂MnO₃、NaCrO₂、Na₂C₄O₄、Na₂C₆O₆中一种或多种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的钠离子电池用容量补偿剂，其特征在于，所述补锂剂选自Li₂NiO₂、Li₅FeO₄、Li₂CuO₂、Li₆CoO₄、Li₅ReO₆、LiN₃、Li₂C₄O₄、Li₂C₃O₅、Li₂C₄O₆、M1/Li₂O、M2/LiF、M3/Li_xS、Li_1+yVPO₄F中一种或几种，其中，在M1/Li₂O、M2/LiF、M3/Li_xS中，M1、M2、M3各自独立地选自Mn、Ni、Co、Ru中的其中一种，所述M3/Li_xS，0＜x≤6；所述Li_1+yVPO₄F，0＜y≤1。

5.一种钠离子电池正极，其特征在于，包括：正极集流体以及粘附在所述正极集流体至少一侧面的正极活性物质层；所述正极活性物质层的原料包括：正极活性材料、如权利要求1-4中任一项所述的钠离子电池用容量补偿剂、粘结剂和导电剂；以质量百分比计，所述正极活性材料90％-98.5％，所述容量补偿剂0.5％-5％，所述粘结剂0.5％-5％，所述导电剂0.5％-5％；通过将所述正极活性物质层的原料溶解于有机溶剂中得到正极浆料，然后将所述正极浆料在集流体上进行涂布处理、干燥处理、辊压处理制得钠锂子电池正极。

6.根据权利要求5所述的钠离子电池正极，其特征在于，所述正极活性材料选自普鲁士蓝类化合物、钒酸钠、磷酸钒钠、氟磷酸钒钠、磷酸钴钠、磷酸铁钠、层状锰酸钠、镍锰酸钠、镍钴锰酸钠、镍钴铝酸钠、焦磷酸铁钠中的一种或几种；

和/或，所述普鲁士蓝类化合物的化学式为Na_zM[Fe(CN)₆]·mH₂O，其中，0＜z＜6，0＜m＜6，M选自Fe、Co、Ni、Cu中的一种或几种。

7.根据权利要求5或6所述的钠离子电池正极，其特征在于，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚苯胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚硅氧烷、丁苯橡胶、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种；

和/或，所述导电剂选自super P导电炭黑、科琴黑、片层石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的钠离子电池正极，其特征在于，所述有机溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮、二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙酯、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃中一种或多种；

和/或，所述有机溶剂的质量为所述正极活性物质层的原料质量的25％-60％。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的钠离子电池正极，其特征在于，所述正极集流体为铝箔或碳基集流体；

和/或，所述干燥处理的温度为80℃-130℃，干燥时间为30-90min。

10.一种如权利要求5-9中任一项所述的钠离子电池正极在钠离子电池中的应用。

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