CN116130660A - 一种钠离子电池电极浆料及其制备方法和钠离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钠离子电池电极浆料及其制备方法和钠离子电池，所述制备方法包括：(1)分别制备活性物质预分散浆料和导电剂预分散浆料：将活性物质、第一分散剂和第一溶剂混合得到混合浆料，对混合浆料进行分散，得到活性物质预分散浆料；将导电剂、粘结剂、第二分散剂和第二溶剂混合，得到导电剂预分散浆料；(2)将所述活性物质预分散浆料和所述导电剂预分散浆料混合，分散得到所述电极浆料。本发明的制备方法引入了第一分散剂和第二分散剂，能够减少活性物质和导电剂的团聚，降低分散难度，利于获得分散均匀的电极浆料，从而提高电极极片的涂布质量，降低电池内阻并提高电池循环性能。

Description

一种钠离子电池电极浆料及其制备方法和钠离子电池
技术领域
本发明属于电池技术领域，涉及一种钠离子电池电极浆料及其制备方法和钠离子电池。
背景技术
近年来，随着钠离子正极材料技术的突破以及其低成本的特性，钠离子电池的产业化研究得到了越来越多的关注。在对能量密度要求不高的领域，钠离子电池被认为是锂离子电池的完美替代品，钠离子电池的应用不仅可以降低我国对锂资源的依赖，而且可以为市场端带来高性价比的产品。目前，钠离子电池正极材料体系可分为层状结构氧化物、普鲁士蓝类和聚阴离子类三大类。
CN114725346A提供了一种钠离子电池正极材料，该正极材料为层状氧化物。CN110226252A提供了一种聚阴离子型钠离子电池正极材料，具有正交晶体结构。与上述材料相比，普鲁士蓝类正极材料中不含任何贵重金属，采用的大多为非常廉价的铁、锰和钠等元素，因此具备低成本的优点，同时又具备高容量的特性，因此，普鲁士蓝类正极材料非常契合钠离子电池的产品定位，也是最先开始尝试进行商业化的钠离子正极材料。除循环寿命之外，制约普鲁士蓝类正极材料发展的关键因素是其较差的加工性能。在电池极片制备过程中，由于普鲁士蓝类正极材料具有较高的比表面积，其本身会发生团聚现象，再加入同样具备高比表面积的导电剂后，导致正极浆料分散十分困难。
好的浆料要求各组分均匀分散，不能出现团聚现象，同时具有一定的流动性和黏度，正负极浆料的好坏直接决定了涂布质量，而极片的涂布质量好坏是决定电池性能的关键因素，因此，浆料的分散均匀程度直接着影响电池的性能。当粘结剂、导电剂和正极材料无法均匀混合时，涂布后的极片粘结力较差，掉粉严重，最终导致电池放电内阻升高，循环性能进一步恶化，从而阻止材料的商业化进程。
因此，亟需解决电极浆料中的物料容易发生团聚，导致电极浆料分散不均匀，使得电极极片涂布质量较差，从而导致电池的内阻较高且循环性能较差的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钠离子电池电极浆料及其制备方法和钠离子电池。本发明的制备方法引入了第一分散剂和第二分散剂分别分散活性物质和导电剂，得到活性物质预分散浆料和导电剂预分散浆料，能够减少活性物质和导电剂的团聚，能够降低分散难度，有利于获得分散均匀的电极浆料，从而提高电极极片的涂布质量，降低电池内阻并提高电池循环性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种钠离子电池电极浆料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)分别制备活性物质预分散浆料和导电剂预分散浆料：
将活性物质、第一分散剂和第一溶剂混合得到混合浆料，对混合浆料进行分散，得到活性物质预分散浆料；
将导电剂、粘结剂、第二分散剂和第二溶剂混合，得到导电剂预分散浆料；
(2)将所述活性物质预分散浆料和所述导电剂预分散浆料混合，分散得到所述电极浆料。
本发明提供了一种钠离子电池电极浆料的制备方法，在活性物质预分散浆料中引入第一分散剂，第一分散剂可以包裹在活性物质颗粒表面，使得颗粒之间存在分散剂从而具备化学排斥力，减少活性物质的团聚；在导电剂预分散浆料中引入第二分散剂，第二分散剂可以包裹在导电剂颗粒表面，使得颗粒之间存在分散剂从而具备化学排斥力，减少导电剂的团聚；将活性物质与导电剂分别进行分散，能降低分散难度，更有利于获得分散均匀的电极浆料，从而提高电极极片的涂布质量，降低电池内阻并提高电池循环性能。
本发明提供的方法适用于多种正极材料，即使是纳米级的正极材料，也能达到很好的抑制团聚，提高分散性的效果。
需要说明的是，步骤(1)中，制备活性物质预分散浆料和制备导电剂预分散浆料在时间上不分先后，可以先制备活性物质预分散浆料，也可以先制备导电剂预分散浆料，还可以同时制备活性物质预分散浆料和导电剂预分散浆料。
优选地，所述活性物质的中值粒径为200-800nm，例如可以是200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm或800nm等。
优选地，所述活性物质包括普鲁士蓝类材料。
普鲁士蓝类正极材料具有高容量和低成本的优势，但其因为结晶水的问题导致循环性能不理想。普鲁士蓝类正极材料若想发挥出较高的容量，必须做成纳米级的晶体颗粒，这就导致商业化的普鲁士蓝类正极材料具有非常高的比表面积，导致其本身会发生团聚现象。采用本发明的制备方法，能够减少普鲁士蓝材料的团聚，提高其在正极浆料中的分散性。
优选地，所述第一分散剂和第二分散剂独立地包括羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮。
需要说明的是，本发明中，“独立地”是指第一分散剂可以选择羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮，第二分散剂也可以选择羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮，第一分散剂和第二分散剂的种类可以相同，也可以不同，互不干扰。本发明中的“独立地”皆与此同理。
优选地，以所述活性物质的质量为基准，所述第一分散剂的质量分数为0.08-0.12％，例如可以是0.08％、0.085％、0.09％、0.095％、0.1％、0.105％、0.11％、0.115％或0.12％等。
本发明中，第一分散剂的作用是分散正极材料，其本身具备电化学惰性，因此分散剂添加量需要在一个合适范围内，若添加的过多，由于分散剂本身具备电化学惰性，会导致电池性能变差；若添加的过少，则达不到分散作用。
优选地，以所述活性物质的质量为基准，所述第二分散剂的质量分数为0.02-0.03％，例如可以是0.02％、0.021％、0.022％、0.023％、0.024％、0.025％、0.026％、0.027％、0.028％、0.029％或0.03％等。
优选地，所述第一溶剂和第二溶剂独立地包括水，优选为去离子水。
优选地，所述导电剂包括零维导电碳材料、一维导电碳材料和二维导电碳材料中的至少一种。
优选地，所述零维导电炭材料包括导电石墨和/或导电炭黑。
本发明对导电炭黑的种类不作具体限定，包括但不限于科琴黑和/或乙炔黑。
优选地，所述一维导电碳材料包括碳纳米管。
优选地，所述二维导电碳材料包括石墨烯。
优选地，以所述活性物质的质量为基准，所述导电剂的质量分数为3.5-4.5％，例如可以是3.5％、3.6％、3.7％、3.8％、3.9％、4.0％、4.1％、4.2％、4.3％、4.4％或4.5％等。
优选地，所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚丙烯酸和丁苯橡胶中的至少一种。
优选地，以所述活性物质的质量为基准，所述粘结剂的质量分数为4.5-5.5％，例如可以是4.5％、4.6％、4.7％、4.8％、4.9％、5.0％、5.1％、5.2％、5.3％、5.4％或5.5％等。
优选地，所述活性物质、第一分散剂和第一溶剂混合为分步混合，所述分步混合包括：将所述活性物质和第一分散剂先进行一次混合，再和所述第一溶剂进行二次混合，得到所述混合浆料。
优选地，制备所述混合浆料的过程中，所述一次混合和二次混合的方式均包括搅拌。
可选地，制备所述混合浆料的过程中，所述搅拌的设备为双行星搅拌机。
优选地，制备所述混合浆料的过程中，所述一次混合的时间为20-50min，例如可以是20min、25min、30min、35min、40min、45min或50min等。
优选地，所述第一溶剂的加入量满足：使加水后得到的浆料的固含量为60-65％，例如可以是60％、61％、62％、63％、64％或65％等。
本发明中，制备所述混合浆料的过程中，控制固含量便于后续调节浆料黏度，若固含量过高，设备搅拌不动，容易损坏设备；若固含量过低，浆料的黏度不符合要求，影响后续调节黏度和浆料分散步骤。
优选地，制备所述混合浆料的过程中，所述二次混合的时间为150-250min，例如可以是150min、160min、170min、180min、190min、200min、210min、220min、230min、240min或250min等。
本发明中，若二次混合的时间过低，分散剂无法充分溶解在溶剂中，影响分散效果。
优选地，步骤(1)所述分散之前还进行稀释的步骤。
优选地，经过所述稀释步骤之后，混合浆料的黏度为15000-20000mPa.s，例如可以是15000mPa.s、15500mPa.s、16000mPa.s、16500mPa.s、17000mPa.s、17500mPa.s、18000mPa.s、18500mPa.s、19000mPa.s、19500mPa.s或20000mPa.s等。
优选地，步骤(1)所述分散在第一胶体磨中进行。
现有成熟的钠离子电池正极浆料制备过程中，仅使用双行星搅拌机进行混合分散，双行星搅拌机含有公转桨和自转盘，其中公转桨提供强扭矩，自转盘提供高速剪切分散能力，两者相结使浆料达到理想的分散效果。然而，该类设备对于微米级的粉体有较好的分散效果，对于纳米级粉体却无法达到较好的分散效果。虽然双行星搅拌机的自转盘也能提供高速剪切力，但是由于公转桨占据了腔体绝大部分空间，分散盘受到体积限制，能搅拌到的区域较小。对于微米级粉体，颗粒本身具备一定的流动性，团聚现象不严重，粉体颗粒在分散盘高速剪切的作用下即可分离。而对于纳米级粉体，由于粉体本身粒径非常小，具备较高的比表面积而产生较高的表面能，高的表面能促使粉体间产生硬团聚，即团聚的粉体间相互作用力较大，难以打开。在浆料搅拌过程中，由纳米颗粒团聚而成的微米颗粒会随着分散盘的搅动而一起“抱团”转动，分散盘对于团聚颗粒则失去剪切作用，无法使团聚而成的微米级颗粒达到有效分散。而普鲁士蓝类材料因为要做到高容量特性，必须制备成纳米级颗粒，因此，在普鲁士蓝类正极浆料的制备过程中，仅使用搅拌设备无法使浆料得到良好的分散。
而本发明中，搅拌设备中混合后的浆料，再放入胶体磨中进行分散，胶体磨通过转子和定子相对运动，对材料产生一个高速剪切力的作用，通过调节转子和定子间隙以及转速，可以使颗粒间达到充分研磨的效果，有效分散团聚的粉体。
优选地，所述第一胶体磨的转子和定子间隙为0.3-0.5mm，例如可以是0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm或0.5mm等。
优选地，所述第一胶体磨的转速为5000-6000rad/min，例如可以是5000rad/min、5100rad/min、5200rad/min、5300rad/min、5400rad/min、5500rad/min、5600rad/min、5700rad/min、5800rad/min、5900rad/min或6000rad/min等。
本发明中，制备活性物质预分散浆料的过程中，浆料黏度、间隙和转速的协同作用对粉体分散效果有较大影响，若浆料黏度过高，流动性较差，胶体磨定转子间会产生空转，影响分散；若间隙过小且转速过高，则会对定转子产生严重磨损；当浆料黏度过低、间隙过大和转速过小同时存在的情况下，颗粒间达不到良好的研磨效果，同样失去分散效果。
优选地，所述导电剂、粘结剂、第二分散剂和第二溶剂混合为分步混合，所述分步混合包括：将所述粘结剂、第二分散剂和第二溶剂先进行一次混合得到胶液，再将所述胶液和导电剂进行二次混合，得到所述导电剂预分散浆料。
优选地，所述胶液的固含量为40-45％，例如可以是40％、41％、42％、43％、44％或45％等。
优选地，制备所述导电剂预分散浆料的过程中，所述一次混合和二次混合的方式均包括搅拌。
可选地，制备所述导电剂预分散浆料的过程中，所述搅拌的设备为双行星搅拌机。
优选地，制备所述导电剂预分散浆料的过程中，所述一次混合的时间为0.5-1.5h，例如可以是0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1.0h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h或1.5h等。
优选地，制备所述导电剂预分散浆料的过程中，所述二次混合的时间为80-100min，例如可以是80min、82min、84min、86min、88min、90min、92min、94min、99min、98min或100min等。
优选地，步骤(2)所述混合的时间为50-70min，例如可以是50min、52min、54min、56min、58min、60min、62min、64min、66min、68min或70min等。
优选地，步骤(2)所述分散在第二胶体磨中进行。
优选地，所述第二胶体磨的转子和定子间隙为0.2-0.3mm，例如可以是0.2mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm、0.29mm或0.3mm等。
优选地，所述第二胶体磨的转速为6000-7000rad/min，例如可以是6000rad/min、6100rad/min、6200rad/min、6300rad/min、6400rad/min、6500rad/min、6600rad/min、6700rad/min、6800rad/min、6900rad/min或7000rad/min等。
优选地，步骤(2)所述分散之后还旋蒸至目标黏度。
优选地，所述旋蒸的温度为60-100℃，例如可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等。
第二方面，本发明提供了一种电极浆料，所述电极浆料由第一方面所述的制备方法制备得到。
优选地，所述电极浆料的黏度为10000-15000mPa.s，例如可以是10000mPa.s、11000mPa.s、11500mPa.s、12000mPa.s、12500mPa.s、13000mPa.s、13500mPa.s、14000mPa.s、14500mPa.s或15000mPa.s等。
第三方面，本发明提供了一种钠离子电池，所述钠离子电池的极片由第二方面所述的电极浆料制备得到。
示例性地，本发明提供一种钠离子电池的极片的制备方法，所述方法包括：
将分散好的电极浆料用涂布机均匀涂布在集流体上，经烘干和裁切后得到极片。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种钠离子电池电极浆料的制备方法，在活性物质预分散浆料中引入第一分散剂，第一分散剂可以包裹在活性物质颗粒表面，使得颗粒之间存在分散剂从而具备化学排斥力，减少活性物质的团聚；在导电剂预分散浆料中引入第二分散剂，第二分散剂可以包裹在导电剂颗粒表面，使得颗粒之间存在分散剂从而具备化学排斥力，减少导电剂的团聚；将活性物质与导电剂分别进行分散，能降低分散难度，更有利于获得分散均匀的电极浆料，从而提高电极极片的涂布质量，降低电池内阻并提高电池循环性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将中值粒径为400nm的普鲁士蓝正极材料和聚乙烯吡咯烷酮加入到双行星搅拌机中，进行干粉料预混合30min，其中聚乙烯吡咯烷酮的质量含量为正极材料的0.1％，预混合后，向双行星搅拌机中加入一定量的去离子水，使加入后浆料的固含量为62％，进行搅拌，搅拌的时间200min，之后继续加入去离子水，调节浆料黏度至18000mpa.s，然后浆料转移到胶体磨中，调节胶体磨转子和定子间隙为0.3mm，转速为5500rad/min，得到普鲁士蓝预分散浆料；
(2)将聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠与去离子水加入到双行星搅拌机中混合1h，制备成胶液，聚丙烯酸的质量含量为正极材料的5.0％，羧甲基纤维素钠的量为正极材料的0.025％，加入的去离子水使胶液中总固含量达到42％，在制备好的胶液中加入一定量的导电炭黑，导电炭黑的量为正极材料的4.0％，搅拌90min后，得到导电剂预分散浆料；
(3)将普鲁士蓝预分散浆料和导电剂预分散浆料混合在一起，置于双行星搅拌机中搅拌60min，然后转移到胶体磨中进行高速剪切分散，调节胶体磨定转子间隙为0.25mm，转速为6800rad/min，得到分散好的浆料，将分散好的浆料转移到旋转蒸发仪中，在80℃的温度下进行旋转蒸发，待浆料黏度升至12000mpa.s时停止加热，待浆料冷却后得到所述正极浆料。
实施例2
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将中值粒径为400nm的普鲁士蓝正极材料和羧甲基纤维素钠加入到双行星搅拌机中，进行干粉料预混合20min，其中羧甲基纤维素钠的质量含量为正极材料的0.08％，预混合后，向双行星搅拌机中加入一定量的去离子水，使加入后浆料的固含量为65％，进行搅拌，搅拌的时间150min，之后继续加入去离子水，调节浆料黏度至15000mpa.s，然后浆料转移到胶体磨中，调节胶体磨转子和定子间隙为0.4mm，转速为6000rad/min，得到普鲁士蓝预分散浆料；
(2)将聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠与去离子水加入到双行星搅拌机中混合0.5h，制备成胶液，聚丙烯酸的质量含量为正极材料的4.5％，羧甲基纤维素钠的量为正极材料的0.02％，加入的去离子水使胶液中总固含量达到45％，在制备好的胶液中加入一定量的导电炭黑，导电炭黑的量为正极材料的3.5％，搅拌80min后，得到导电剂预分散浆料；
(3)将普鲁士蓝预分散浆料和导电剂预分散浆料混合在一起，置于双行星搅拌机中搅拌50min，然后转移到胶体磨中进行高速剪切分散，调节胶体磨定转子间隙为0.2mm，转速为7000rad/min，得到分散好的浆料，将分散好的浆料转移到旋转蒸发仪中，在60℃的温度下进行旋转蒸发，待浆料黏度升至10000mpa.s时停止加热，待浆料冷却后得到所述正极浆料。
实施例3
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将中值粒径为400nm的普鲁士蓝正极材料和聚乙烯吡咯烷酮加入到双行星搅拌机中，进行干粉料预混合50min，其中聚乙烯吡咯烷酮的质量含量为正极材料的0.12％，预混合后，向双行星搅拌机中加入一定量的去离子水，使加入后浆料的固含量为60％，进行搅拌，搅拌的时间250min，之后继续加入去离子水，调节浆料黏度至20000mpa.s，然后浆料转移到胶体磨中，调节胶体磨转子和定子间隙为0.5mm，转速为5000rad/min，得到普鲁士蓝预分散浆料；
(2)将聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠与去离子水加入到双行星搅拌机中混合1.5h，制备成胶液，聚丙烯酸的质量含量为正极材料的5.5％，羧甲基纤维素钠的量为正极材料的0.03％，加入的去离子水使胶液中总固含量达到40％，在制备好的胶液中加入一定量的导电炭黑，导电炭黑的量为正极材料的4.5％，搅拌100min后，得到导电剂预分散浆料；
(3)将普鲁士蓝预分散浆料和导电剂预分散浆料混合在一起，置于双行星搅拌机中搅拌70min，然后转移到胶体磨中进行高速剪切分散，调节胶体磨定转子间隙为0.3mm，转速为6000rad/min，得到分散好的浆料，将分散好的浆料转移到旋转蒸发仪中，在100℃的温度下进行旋转蒸发，待浆料黏度升至15000mpa.s时停止加热，待浆料冷却后得到所述正极浆料。
实施例4
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(1)中，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数调整为0.15％，其余操作步骤与工艺参数与实施例1完全相同。
实施例5
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(1)中，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数调整为0.05％，其余操作步骤与工艺参数与实施例1完全相同。
实施例6
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(1)中，浆料的固含量调整为70％，其余操作步骤与工艺参数与实施例1完全相同。
实施例7
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(1)中，浆料的固含量调整为55％，其余操作步骤与工艺参数与实施例1完全相同。
实施例8
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(1)中，浆料黏度调整为20500mPa.s，其余操作步骤与工艺参数与实施例1完全相同。
实施例9
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(1)中，胶体磨的转子和定子间隙调整为0.2mm，转速调整为6100rad/min，其余操作步骤与工艺参数与实施例1完全相同。
实施例10
本实施例提供了一种正极浆料的制备方法，与实施例1的区别在于，步骤(1)中，浆料黏度调整为14500mPa.s，同时将胶体磨的转子和定子间隙调整为0.6mm，转速调整为4900rad/min，其余操作步骤与工艺参数与实施例1完全相同。
对比例1
本对比例提供了一种正极浆料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将普鲁士蓝正极材料、导电炭黑、羧甲基纤维素钠和聚乙烯吡咯烷酮投入到双行星搅拌机中，搅拌干混60min，其中导电炭黑投入量为正极材料的4.0％，羧甲基纤维素钠的投入量为正极材料的0.02％，聚乙烯吡咯烷酮投入量为正极材料的0.1％；
(2)向双行星搅拌机中投入聚丙烯酸和去离子水，聚丙烯酸投入量为正极材料的4.5％，去离子水的加入量使浆料的整体固含量为50％，进行搅拌，搅拌的时间为260min；
(3)再向双行星搅拌机中投入一定量的去离子水调节浆料黏度，使浆料黏度为12000mPa.s，得到所述正极浆料。
对比例2
本对比例提供了一种正极浆料的制备方法，与实施例1的区别在于，制备普鲁士蓝预分散浆料和导电剂预分散浆料的过程中均不加入分散剂，其余操作步骤与工艺参数与实施例1完全相同。
性能测试
将实施例1-10和对比例1-2提供的正极浆料用涂布机均匀涂布在铝箔上，经烘干和裁切后得到正极极片，将正极极片、硬碳材料制备成的负极极片和隔膜相间堆叠成钠离子电极组，焊接上极耳后装入铝塑膜中，经封口、干燥、注液、化成和分容等程序后，得到钠离子电池。
(1)电池内阻测试
将制备好的电池接在充放电测试柜上，以0.2C的电流恒流充电至3.9V，然后以3.9V恒压充电至电流小于0.02C截止。静置10min，以0.2C的电流恒流放电150min。静置60min，记录静置末端电压为V1；以5C的电流恒流放电10s，记录放电末端电压为V2，则电池内阻＝(V1-V2)/10。
(2)循环性能测试
将制备好的电池接在充放电测试柜上，以0.5C的电流恒流充电至3.9V，然后以3.9V恒压充电至电流小于0.05C截止，静置10min。以0.5C的电流恒流放电至1.5V，静置10min。以此循环进行，当电池放电容量小于第一次放电容量的80％时截止，记录循环次数。
测试结果如表1所示。
表1
电池内阻(mΩ) 循环次数
实施例1 12.8 850
实施例2 13.5 800
实施例3 14.4 820
实施例4 19.2 700
实施例5 16.7 750
实施例6 16.2 650
实施例7 17.8 700
实施例8 16.8 650
实施例9 16.1 650
实施例10 18.3 700
对比例1 45.2 300
对比例2 38.7 150
分析：
由实施例1、实施例4和实施例5的结果可知，在制备普鲁士蓝预分散浆料的过程中，若分散剂添加的过多，由于分散剂本身具备电化学惰性，导致电池的内阻增加，循环性能降低；若分散剂添加的过少，则达不到分散作用，导致正极极片一致性降低，影响电芯的循环性能。
由实施例1、实施例6和实施例7的结果可知，在制备普鲁士蓝预分散浆料的过程中，若固含量过高，设备搅拌不动，容易损坏设备，同时浆料不易分散均匀，导致电池性能恶化；若固含量过低，会导致浆料的黏度过低而不符合要求，过低黏度的浆料在后续通过胶体磨时，因颗粒间具备较大的流程空间，使颗粒间接触不充分，无法达到相互研磨的分散效果，导致团聚颗粒无法有效分散，影响电池性能。
由实施例1和实施例8-10的结果可知，制备普鲁士蓝预分散浆料的过程中，浆料黏度、间隙和转速的协同作用对粉体分散效果有较大影响，若浆料黏度过高，流动性较差，胶体磨定转子间会产生空转，影响分散效果；若间隙过小、转速过高，则会对定转子产生严重磨损；若浆料黏度过低、间隙过大、转速过小，则颗粒间达不到良好的研磨效果，同样失去分散效果。
由实施例1和对比例1的结果可知，将正极活性物质与导电剂直接进行混合，且不采用胶体磨进行分散，导致容易发生团聚，无法达到很好的分散效果，不仅使纳米级的正极材料分散不开，形成“抱团”现象，也会导致正极材料与导电剂分布不均，最终使电池的内阻增大，循环性能恶化。
由实施例1和对比例2的结果可知，在制备普鲁士蓝预分散浆料和导电剂预分散浆料的过程中，不加入分散剂，无法达到很好的分散效果，会导致正极材料与导电剂分别成块状出现，影响正极极片制程，严重恶化电池循环性能。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种钠离子电池电极浆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)分别制备活性物质预分散浆料和导电剂预分散浆料：
将活性物质、第一分散剂和第一溶剂混合得到混合浆料，对混合浆料进行分散，得到活性物质预分散浆料；
将导电剂、粘结剂、第二分散剂和第二溶剂混合，得到导电剂预分散浆料；
(2)将所述活性物质预分散浆料和所述导电剂预分散浆料混合，分散得到所述电极浆料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性物质的中值粒径为200-800nm；
优选地，所述活性物质包括普鲁士蓝类材料；
优选地，所述第一分散剂和第二分散剂独立地包括羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮；
优选地，以所述活性物质的质量为基准，所述第一分散剂的质量分数为0.08-0.12％；
优选地，以所述活性物质的质量为基准，所述第二分散剂的质量分数为0.02-0.03％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂包括零维导电碳材料、一维导电碳材料和二维导电碳材料中的至少一种；
优选地，以所述活性物质的质量为基准，所述导电剂的质量分数为3.5-4.5％；
优选地，以所述活性物质的质量为基准，所述粘结剂的质量分数为4.5-5.5％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活性物质、第一分散剂和第一溶剂混合为分步混合，所述分步混合包括：将所述活性物质和第一分散剂先进行一次混合，再和所述第一溶剂进行二次混合，得到所述混合浆料；
优选地，制备所述混合浆料的过程中，所述一次混合和二次混合的方式均包括搅拌；
优选地，制备所述混合浆料的过程中，所述一次混合的时间为20-50min；
优选地，所述第一溶剂的加入量满足：使加水后得到的浆料的固含量为60-65％；
优选地，制备所述混合浆料的过程中，所述二次混合的时间为150-250min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述分散之前还进行稀释的步骤；
优选地，经过所述稀释的步骤之后，混合浆料的黏度为15000-20000mPa.s；
优选地，步骤(1)所述分散在第一胶体磨中进行；
优选地，所述第一胶体磨的转子和定子间隙为0.3-0.5mm；
优选地，所述第一胶体磨的转速为5000-6000rad/min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂、粘结剂、第二分散剂和第二溶剂混合为分步混合，所述分步混合包括：将所述粘结剂、第二分散剂和第二溶剂先进行一次混合得到胶液，再将所述胶液和导电剂进行二次混合，得到所述导电剂预分散浆料；
优选地，所述胶液的固含量为40-45％；
优选地，制备所述导电剂预分散浆料的过程中，所述一次混合和二次混合的方式均包括搅拌；
优选地，制备所述导电剂预分散浆料的过程中，所述一次混合的时间为0.5-1.5h；
优选地，制备所述导电剂预分散浆料的过程中，所述二次混合的时间为80-100min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的时间为50-70min；
优选地，步骤(2)所述分散在第二胶体磨中进行；
优选地，所述第二胶体磨的转子和定子间隙为0.2-0.3mm；
优选地，所述第二胶体磨的转速为6000-7000rad/min。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述分散之后还旋蒸至目标黏度；
优选地，所述旋蒸的温度为60-100℃。
9.一种钠离子电池电极浆料，其特征在于，所述电极浆料由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到；
优选地，所述电极浆料的黏度为10000-15000mPa.s。
10.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池的极片由权利要求9所述的电极浆料制备得到。
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