CN116190570A - 一种钠离子电池正极片及其制备方法及钠离子电池 - Google Patents

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CN116190570A CN202310260139.9A CN202310260139A CN116190570A CN 116190570 A CN116190570 A CN 116190570A CN 202310260139 A CN202310260139 A CN 202310260139A CN 116190570 A CN116190570 A CN 116190570A
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Abstract

本发明属于钠离子电池技术领域,尤其涉及一种钠离子电池正极片及其制备方法及钠离子电池。该钠离子电池正极片的制备采用甲酸钠,同时加入导电剂与粘结剂以一定的重量比调配成正极补钠剂后,研磨至粒径D50≤1000μm,以甲酸钠作为正极补钠剂,其均匀分散在正极材料中,不会对结构产生破坏,能够和正极主粉粒径适配,碾压不会引起断带;并通过优化导电剂粘结剂的配比,可以显著降低甲酸钠的氧化电位,使其在4.5V以下,能够在钠电池电压范围内反应贡献容量;此外,选用克容量高的甲酸钠材料,其还原性强,容易失电子释放钠离子,少量添加也能起到很好的补钠效果,可以明显提升钠离子电池的首效。

Description

一种钠离子电池正极片及其制备方法及钠离子电池
技术领域
本发明属于钠离子电池技术领域,尤其涉及一种钠离子电池正极片及其制备方法及钠离子电池。
背景技术
在电化学储能领域,锂离子电池应用较为广泛,其具有较高的能量密度,但安全性能不足,随着新能源汽车的发展,对电池的安全性越来越重视,钠离子电池由于较高的安全性近些年来得到了电池厂商的重视,钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,也是一种二次电池,且钠资源分布广泛,成本低,能够很好地替代和补充锂资源受限的锂离子电池,但目前钠离子电池由于钠离子半径较大,且负极一般采用层间距较大的硬碳材料,电池首效较低。
钠离子电池首效是指钠离子电池制作完成后,第一圈放电容量除以第一圈充电容量,目前钠离子电池首效一般<85%,低于锂离子电池>90%的水平,这是因为目前的硬碳材料相对于锂电池常用的石墨材料来看,其比表面积大一倍左右,从而导致全电池化成负极表面形成SEI膜时消耗更多的活性钠离子,电池首效降低。
因此,由于成膜导致钠离子的缺失,进而影响电池首效的问题正有待解决。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种钠离子电池正极片及其制备方法,该方法操作简单,可控性好,可批量生产,明显提高了补钠效果,有效解决了钠离子电池首效低的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
根据本申请的一方面,本申请提供一种钠离子电池正极片的制备方法,包括以下步骤:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂和粘结剂以(70-100%):(0-30%):(0-30%)的重量比混合均匀,研磨至粒径D50≤1000μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉按(1%~20%):(80%~99%)的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂和粘结剂混合制备得到正极浆料;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的至少一表面,即制得钠离子电池正极片。
优选的,步骤S2中,所述正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为(90~99):(0.5~10):(0.5~10)。
优选的,步骤S1中,所述正极补钠剂的氧化电位为E,其中,0.1<E<4.5。
优选的,步骤S1中,所述甲酸钠的pH值为7-9。
优选的,步骤S2中,所述正极主粉为层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝及普鲁士白、有机正极材料中的至少一种。
优选的,步骤S1或步骤S2中,所述粘结剂为含氟树脂类、纤维性类、聚氨酯类、聚丙烯酸类、橡胶类、海藻酸钠类、聚丙烯酸酯类、聚酰亚胺类中的至少一种;
所述导电剂为SuperP、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、纳米碳纤维、炭黑中的至少一种。
优选的,步骤S1中,所述甲酸钠的克容量≥300mAh/g。
优选的,步骤S1中,所述甲酸钠的粒径D50为0.1~1000μm。
根据本申请的另一方面,本申请提供一种钠离子电池正极片,由前文任一段所述的钠离子电池正极片的制备方法制得。
根据本申请的又一方面,本申请提供一种钠离子电池,包括正极片、负极片、隔离膜以及电解液,所述正极片为前文所述的钠离子电池正极片。
相比于现有技术,本申请提供的技术方案至少可以达到以下有益效果:
1)本发明采用中性的甲酸钠,减轻主粉碱性中和的压力,同时加入导电剂与粘结剂,并以一定的重量比调配成正极补钠剂后,研磨至粒径D50≤1000μm,能够和正极主材料粒径适配,碾压不会引起断带;通过优化导电剂粘结剂的配比,可以显著降低甲酸钠的氧化电位,氧化电位在4.5V以下,能够在钠电池电压范围内反应贡献容量。
2)本发明选用克容量≥300mAh/g的甲酸钠材料,加上其还原性强,容易失电子释放钠离子,少量添加也能起到很好的补钠效果,明显提升电池的首效。
3)本发明选用甲酸钠作为正极补钠剂,其反应后生成二氧化碳,均匀分散在正极材料中,不会对结构产生破坏。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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获得其它的附图。
图1为本申请实施例9的充电比容量曲线图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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。
根据本申请的一方面,本申请提供一种钠离子电池正极的制备方法,包括:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂和粘结剂以(70-100%):(0-30%):(0-30%)的重量比混合均匀;其中,上述各组分配比可以根据性能需求进行调配,例如可以为90%:10%:5%、88%:15%:8%、94%:8%:5%、80%:18%:10%或75%:25%:15%,研磨至粒径D50≤1000μm,得到正极补钠剂,例如可以为,800μm、600μm、400μm、200μm、100μm、50μm、10μm;
S2、将正极补钠剂与正极主粉按(1%~20%):(80%~99%)的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂和粘结剂混合制备得到正极浆料;优选的,正极补钠剂与正极主粉按3%:97%的重量比配置时,电池首效明显提升;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的至少一表面,即制得钠离子电池正极片。
添加以甲酸钠作为正极补钠剂,可以弥补电池在形成SEI膜或其它不可逆副反应消耗的活性钠离子,提高电池的首效,容量和能量密度,并且有助于形成致密、电化学稳定、耐高温且离子电导率高的SEI膜,相比于2-噻吩甲酸钠作为补钠剂来看,其不含有硫元素,反应不会产生残留,不影响电池性能;且正极补钠剂通过反复研磨,降低材料粒径,适配正极材料粒径,降低加工性能下降的风险。
在根据本申请的一实施例中,步骤S2中,所述正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为(90~99):(0.5~10):(0.5~10);通过优化导电剂粘结剂的配比,可以显著降低甲酸钠的氧化电位,能够在钠电池电压范围内反应贡献容量;优选的,所述正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比可以为90:5:5,91:4:5,92:4:4,94:3:3,96:2:2。
在根据本申请的一实施例中,步骤S1中,甲酸钠和导电剂混合均匀,可降低氧化电位,正极补钠剂的氧化电位为E,其中,0.1<E<4.5,例如E可以0.5、1.6、2.8、3.2、3.5、3.6、4.0,设置特定的化成分容工步电压范围,较好的发挥补钠剂容量能够在钠电池电压范围内反应贡献容量。
在根据本申请的一实施例中,步骤S1中,所述甲酸钠的pH值为7~9,可减轻主粉碱性中和的压力,例如可以为7、7.5、8、9。
在根据本申请的一实施例中,步骤S2中,所述正极主粉为层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝及普鲁士白、有机正极材料中的至少一种。
在根据本申请的一实施例中,步骤S1或步骤S2中,所述粘结剂为含氟树脂类、纤维性类、聚氨酯类、聚丙烯酸类、橡胶类、海藻酸钠类、聚丙烯酸酯类、聚酰亚胺类中的至少一种。
所述导电剂为SuperP、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、纳米碳纤维、炭黑中的至少一种。
在根据本申请的一实施例中,步骤S1中,所述甲酸钠的克容量≥300mAh/g,加上较少的甲酸钠添加量,电池首效可以明显提升。优选地,甲酸钠的克容量≥400mAh/g。
在根据本申请的一实施例中,步骤S1中,所述甲酸钠的粒径D50为0.1~1000μm,例如可以为0.1μm、1μm、10μm、50μm、100μm、300μm、500μm、600μm、800μm、900μm、1000μm。粒径微米级的甲酸钠和正极主材粒径匹配,碾压不会引起断带。
根据本申请的另一方面,本申请提供一种钠离子电池正极片,由前文任一项所述的钠离子电池正极片的制备方法制得。
根据本申请的又一方面,本申请提供一种钠离子电池,包括正极片、负极片、隔离膜以及电解液,所述正极片为前文所述的钠离子电池正极片。
其中,正极片采用以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备活性物质浆料,加入导电剂粘结剂搅拌制成正极浆料,然后经涂布、烘干等工序制成极片。
隔离膜采用聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚酯基片、聚丙烯腈中至少一种。
电解液包括钠盐、碳酸酯溶剂和添加剂。其中,该碳酸酯溶剂包括环状碳酸酯溶剂和链状碳酸酯溶剂;钠盐为NaPF6、NaClO4、NaBF4、NaFSI、NaTFSI、NaSO3CF3和Na(CH3)C6H4SO3中的至少一种;添加剂包括第一添加剂和第二添加剂,第一添加剂为氟代碳酸乙烯酯或双氟碳酸乙烯酯,第二添加剂为氟代环三磷腈、六氟环三磷腈、五氟乙氧基环三磷腈、五氟苯氧基环三磷腈中的至少一种。
对比例1
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、在正极复合物层状氧化物镍铁锰酸钠中,加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S2、将所述正极浆料涂布于正极集流体的一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.0V。
实施例1
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按3%:97%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.0V。
实施例2
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按5%:95%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体一表面,即制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.0V。
实施例3
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按10%:90%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.0V。
对比例2
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、在正极复合物层状氧化物镍铁锰酸钠中,加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S2、将所述正极浆料涂布于正极集流体的一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.05V。
实施例4
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按3%:97%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.05V。
实施例5
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按5%:95%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体一表面,即制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.05V。
实施例6
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按10%:90%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.05V。
对比例3
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、在正极复合物层状氧化物镍铁锰酸钠中,加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S2、将所述正极浆料涂布于正极集流体的一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.1V。
实施例7
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按3%:97%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.1V。
实施例8
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按5%:95%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体一表面,即制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.1V。
实施例9
本实施例提供一种正极片,该正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体一表面上的正极活性材料层。其中,该正极片的制备方法如下:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类以90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉层状氧化物镍铁锰酸钠按10%:90%的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂炭黑和粘结剂聚酰亚胺类混合制备得到正极浆料,正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为90%:5%:5%;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体一表面,制得钠离子电池正极片。
将该正极片搭配负极片、隔离膜和电解液采用常规工艺制作成钠离子电池;且电池测试的充电截止电压为4.1V。
将实施例得到的钠离子电池进行电化学性能测试,实验结果如表1所示。
其中,充电折算克容量比值越高,补钠效果越好;充放电折算克容量为充放电比容量除以正极主粉的占比,例如,当正极补钠剂占正极复合物的3%时,其充电折算克容量的计算如下:充电比容量/正极主粉=149.35/0.97=153.97。
表1
Figure BDA0004130910670000121
由表1可以看出,本申请实施例使用添加甲酸钠作为正极补钠剂的正极片的电池充电比容量相比对比例明显提高;进一步,实施例9中制作正极补钠剂时以甲酸钠、导电剂和粘结剂按90%:10%:5%的重量比混合均匀,研磨至粒径D50=15μm,再加入90%的正极主粉聚阴离子氟磷酸钒钠混合的正极复合材料,最后加入导电剂纳米碳纤维和粘结剂海藻酸钠类混合制备得到正极浆料,此时充电折算克容量为190.82,说明正极补钠剂与正极主粉按10%:90%的重量比配置时,发挥出了更高的容量。
进一步,对比实施例3、6、9可以看出,正极补钠剂与正极主粉重量配比均为10%:90%,当电池测试的充电截止电压为4.1V时,充电比容量明显更高,说明提高电压上限能进一步发挥更多的克容量,补钠效果更加明显。
此外,由图1的充电比容量曲线图可知,电池在4.27V开始分解贡献容量,4.5V时可充电比容量高达400mAh/g,因此本申请制备的电池具有较高的克容量。同时表明通过优化甲酸钠和导电剂的配比,可以显著降低甲酸钠的氧化电位,有希望在更低电位下发挥容量,降低全电池电解液和正极的电压上限配置难度。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上述的具体实施方式,凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种钠离子电池正极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将甲酸钠干燥去除结晶水后,再将甲酸钠、导电剂和粘结剂以(70-100%):(0-30%):(0-30%)的重量比混合均匀,研磨至粒径D50≤1000μm,得到正极补钠剂;
S2、将正极补钠剂与正极主粉按(1%~20%):(80%~99%)的重量比混合得到正极复合物,再加入导电剂和粘结剂混合制备得到正极浆料;
S3、将所述正极浆料涂布于正极集流体的至少一表面,即制得钠离子电池正极片。
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法,其特征在于:步骤S2中,所述正极复合物、导电剂和粘结剂的重量比为(90~99):(0.5~10):(0.5~10)。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法,其特征在于:步骤S1中,所述正极补钠剂的氧化电位为E,其中,0.1<E<4.5V。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法,其特征在于:步骤S1中,所述甲酸钠的pH值为7-9。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法,其特征在于:步骤S2中,所述正极主粉为层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝及普鲁士白、有机正极材料中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法,其特征在于:步骤S1或步骤S2中,所述粘结剂为含氟树脂类、纤维性类、聚氨酯类、聚丙烯酸类、橡胶类、海藻酸钠类、聚丙烯酸酯类、聚酰亚胺类中的至少一种;
所述导电剂为SuperP、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、纳米碳纤维、炭黑中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法,其特征在于:步骤S1中,所述甲酸钠的克容量≥300mAh/g。
8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极片的制备方法,其特征在于:步骤S1中,所述甲酸钠的粒径D50为0.01~1000μm。
9.一种钠离子电池正极片,其特征在于,由权利要求1-8任一项所述的钠离子电池正极片的制备方法制得。
10.一种钠离子电池,包括正极片、负极片、隔离膜以及电解液,其特征在于,所述正极片为权利要求9所述的钠离子电池正极片。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117253988A (zh) * 2023-11-17 2023-12-19 江苏中兴派能电池有限公司 正极片及其制备方法、电芯和电池及其制备方法
CN117727949A (zh) * 2024-02-07 2024-03-19 深圳海辰储能科技有限公司 负极集流体及其制备方法、钠二次电池、用电设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112768699A (zh) * 2021-01-11 2021-05-07 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种钠离子电池正极片及其制备方法、钠离子电池
CN112885985A (zh) * 2021-02-01 2021-06-01 中南大学 一种正极极片及其制备方法、电化学储能装置及电化学储能装置的预金属化方法
CN113130896A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 珠海冠宇电池股份有限公司 一种钠离子电池用正极材料及包括该正极材料的钠离子电池
CN114447333A (zh) * 2021-12-27 2022-05-06 天津中电新能源研究院有限公司 一种钠离子电池
US20220185693A1 (en) * 2020-12-14 2022-06-16 Ut-Battelle, Llc Synthesis of transition metal layered oxide materials for battery cathodes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113130896A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 珠海冠宇电池股份有限公司 一种钠离子电池用正极材料及包括该正极材料的钠离子电池
US20220185693A1 (en) * 2020-12-14 2022-06-16 Ut-Battelle, Llc Synthesis of transition metal layered oxide materials for battery cathodes
CN112768699A (zh) * 2021-01-11 2021-05-07 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种钠离子电池正极片及其制备方法、钠离子电池
CN112885985A (zh) * 2021-02-01 2021-06-01 中南大学 一种正极极片及其制备方法、电化学储能装置及电化学储能装置的预金属化方法
CN114447333A (zh) * 2021-12-27 2022-05-06 天津中电新能源研究院有限公司 一种钠离子电池

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YU-BIN NIU等: "High-Efficiency Cathode Sodium Compensation for Sodium-Ion Batteries", ADV. MATER., vol. 32, no. 2001419, 31 August 2020 (2020-08-31), pages 1 - 7 *
肖成伟: "《电动汽车工程手册 第4卷 动力蓄电池》", 30 January 2020, 北京:机械工业出版社, pages: 628 *
马道胜: "《新能源技术》", 30 November 2019, 南昌:江西高校出版社, pages: 293 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117253988A (zh) * 2023-11-17 2023-12-19 江苏中兴派能电池有限公司 正极片及其制备方法、电芯和电池及其制备方法
CN117253988B (zh) * 2023-11-17 2024-01-30 江苏中兴派能电池有限公司 正极片及其制备方法、电芯和电池及其制备方法
CN117727949A (zh) * 2024-02-07 2024-03-19 深圳海辰储能科技有限公司 负极集流体及其制备方法、钠二次电池、用电设备

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