CN118016846A - 一种倍率型钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种倍率型钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118016846A CN118016846A CN202410175270.XA CN202410175270A CN118016846A CN 118016846 A CN118016846 A CN 118016846A CN 202410175270 A CN202410175270 A CN 202410175270A CN 118016846 A CN118016846 A CN 118016846A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stirring
- slurry
- negative electrode
- rpm
- thickener
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 65
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 114
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 9
- 239000006256 anode slurry Substances 0.000 claims description 8
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 5
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 4
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 3
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- 239000006257 cathode slurry Substances 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- -1 sodium carboxylate Chemical class 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical group 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明属于钠离子电池技术领域，公开了一种倍率型钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用，该负极浆料包括硬碳负极材料、增稠剂、导电剂、粘结剂、PAA胶液、CNT浆料；制备方法为将增稠剂胶液分步加入将硬碳负极材料和导电剂混合而成的干粉混合料中，再加入PAA胶液和CNT浆料混合搅拌均匀，最后加入粘结剂在真空条件下混合搅拌均匀；负极浆料涂敷在集流体两面形成负极极片，负极极片进一步可制作钠离子电池。本发明通过引入CNT浆料和PAA胶液，解决了硬碳浆料粘度低、过筛困难的问题，为涂布及后工序制程提供便利，最终大幅度提高了电池倍率性能&循环性能。
Description
技术领域
本发明属于钠离子电池技术领域，具体的说，是涉及一种钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用。
背景技术
随着锂资源的逐步减少，碳酸锂价格一路飙升，锂离子电池成本居高不下，与之工作原理相同的钠离子电池应运而生。钠资源储量丰富、成本低廉，并且钠离子电池具有低温性能优异、安全性能突出等优点，受到传统锂电厂家及新势力的青睐，近两年热度居高不下。
但受到钠离子半径比锂离子半径大的缘故，与锂电正极适配的石墨负极并不适用于钠电正极。目前适合于钠离子电池的负极主要为硬碳材料，它们的层间距大于传统石墨材料，可有效实现钠离子的嵌入和脱出。
受硬碳材料无序状结构影响，会出现浆料粘度低、过筛困难等问题，从而导致后续极片制作困难，最终影响电池性能。
发明内容
本发明提供了一种倍率型钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用，通过引入CNT浆料和PAA胶液，解决了硬碳浆料粘度低、过筛困难的问题，为涂布及后工序制程提供便利，最终大幅度提高了电池倍率性能&循环性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
根据本发明的第一个方面，提供了一种倍率型钠离子电池负极浆料，包括硬碳负极材料、增稠剂、导电剂、粘结剂、PAA胶液、CNT浆料；
所述硬碳负极材料、所述增稠剂、所述导电剂、所述粘结剂、所述PAA胶液、所述CNT浆料的总量中，按重量含量计：所述钠离子电池负极材料为93～95％，所述增稠剂为0.5％～1％，所述导电剂为1～2％，所述粘结剂为0.1％～2％、所述PAA胶液为1％～2％、所述CNT浆料为0.1％～1％。
在本发明的一些实施例中，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。
优选地，所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、纳米导电碳纤维中的至少一种。
优选地，所述粘结剂为丁苯橡胶、聚乙烯醇、改性SBR橡胶中的至少一种。
优选地，其粘度为3000～5000cP。
根据本发明的第二个方面，提供了一种上述倍率型钠离子电池负极浆料的制备方法，包括：
(1)将所述增稠剂与去离子水混合搅拌均匀，得到增稠剂胶液备用；
(2)将所述硬碳负极材料和所述导电剂的干粉混合搅拌均匀，得到干粉混合料；
(3)将第一部分的所述增稠剂胶液加入干粉混合料中混合搅拌均匀，得到预润湿浆料；
(4)将第二部分的所述增稠剂胶液加入所述预润湿浆料中混合搅拌均匀，得到第一浆料；
(5)剩余部分的所述增稠剂胶液和所述PAA胶液加入所述第一浆料中混合搅拌均匀，得到第二浆料；
(6)将所述CNT浆料加入所述第二浆料中混合搅拌均匀，得到第三浆料；
(7)将所述粘结剂加入所述第三浆料中，并在真空条件下混合搅拌均匀，得到所述钠离子电池倍率型负极浆料。
进一步地，按照如下步骤进行：
(1)将羧甲基纤维素钠与去离子水按照质量比1～3：97～99进行配置，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌，得到粘度为6000～12000cP的增稠剂胶液备用；
其中优选地，所述一次搅拌的公转速度为15～25rpm，自转速度为200～500rpm，时间为5～30min；
其中优选地，所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为2000～3000rpm，时间为120～180min；
(2)将硬碳负极材料放置于搅拌釜中，再将导电炭黑均匀的洒落在所述硬碳负极材料表面，并采用行星搅拌机混合搅拌均匀得到干粉混合料；
其中优选地，所述混合搅拌的公转速度为15～30rpm，自转速度为100～500rpm，时间为10～30min；
(3)将第一部分的所述增稠剂胶液加入步骤(2)得到的干粉混合料中，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌得到预润湿浆料；
其中优选地，第一部分的所述增稠剂胶液占所述增稠剂胶液的总重量50％～70％；本步骤增稠剂胶液的使用量是由润湿和预捏合固含量决定的，这一步结束后粉料状态无干粉飘扬，成型类似于药丸状小颗粒堆积；
其中优选地，所述一次搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为10～30min；
其中优选地，所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为1000～2000rpm，时间为30～100min；
其中优选地，所述二次搅拌的公转速度高于所述一次搅拌公转速度、所述二次搅拌的自转速度高于所述一次搅拌公转速度和自转速度；
(4)将第二部分的所述增稠剂胶液加入步骤(3)得到的干粉混合料中，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌得到第一浆料；
其中优选地，第二部分的所述增稠剂胶液占所述增稠剂胶液的总重量20％～40％；本步骤增稠剂胶液量由浆料状态决定，这一步结束后浆料无肉眼可见颗粒，状态粘稠但不团聚堆积；
其中优选地，所述一次搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为5～20min；
其中优选地，所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为1000～2000rpm，时间为30～100min；
其中优选地，所述二次搅拌的公转速度高于所述一次搅拌公转速度、所述二次搅拌的自转速度高于所述一次搅拌公转速度和自转速度；
(5)将剩余部分的所述增稠剂胶液和所述PAA胶液，加入步骤(4)得到的第一浆料中，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌得到第二浆料；
本步骤主要作用为增稠剂胶液和PAA胶液预混；
更为优选地，所述PAA胶液的粘度为10000～18000cP；
更为优选地，所述一次搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为5～20min；
更为优选地，所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为1000～2000rpm，时间为10～30min；
更为优选地，所述二次搅拌的公转速度高于所述一次搅拌公转速度、所述二次搅拌的自转速度高于所述一次搅拌公转速度和自转速度；
(6)将所述CNT浆料加入步骤(5)得到的第二浆料中，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌得到第一浆料；
更为优选地，所述一次搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为10～30min；
更为优选地，所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为1000～3000rpm，时间为60～150min；
更为优选地，所述二次搅拌的公转速度高于所述一次搅拌公转速度、所述二次搅拌的自转速度高于所述一次搅拌公转速度和自转速度；
(7)将所述粘接剂加入步骤(6)得到的第三浆料中，在真空条件下采用行星搅拌机混合搅拌均匀，制备得到所述倍率型钠离子电池负极浆料；
更为优选地，所述真空条件为真空度为≥-80kPa；
更为优选地，所述混合搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为30～60min。
通过引入CNT浆料&PAA胶液，解决了硬碳浆料粘度低，过筛困难的问题，为涂布及后工序制程提供便利，最终大幅度提高了电池倍率性能和循环性能。
根据本发明的第三个方面，提供了一种负极极片，包括集流体和负极涂覆层；所述负极涂覆层是由上述倍率型钠离子电池负极浆料均匀涂敷在所述集流体两面制成。
由于该负极极片包括上述倍率型钠离子电池负极浆料，因此该负极极片也具有循环性能和倍率性能优异的优点。
根据本发明的第四个方面，提供了一种钠离子电池，包含上述的负极极片。
可参考地，该钠离子电池可以为圆柱电池、软包电池、方形铝壳电池等。
可参考地，该钠离子电池包括上述负极极片，还包括壳体、正极极片、隔膜以及电解液；正极极片、隔膜以及负极极片依次放置，且通过卷绕或叠片的方式组装成电芯，最后将电芯装入壳体后注入电解液即可得到该钠离子电池。
由于该钠离子电池包括上述的负极极片，因此该钠离子电池具有循环性能和倍率性能优异的优点。
本发明的有益效果是：
针对钠离子半径要大于锂离子半径，因此钠离子传输相对迟缓，倍率性能表现不佳等技术问题，本发明在钠离子电池负极浆料制备过程中引入CNT浆料&PAA胶液。CNT的加入与SP(导电炭黑)相辅相成，点与线的导线网络能更好的提高钠离子传输速度，提高其倍率性能。加入PAA胶液能提升浆料出料粘度，避免浆料在涂布工序由于粘度低造成鼓边异常。PAA含有较高比例的羧酸钠等强极性基团对，对集流体有更好的粘接效果，同时由于羧酸钠基等极性基团的存在，有助于钠离子电池中离子传导，对阻抗降低和倍率性能有帮助。此外PAA在电解液溶胀小，能在电解液中保持较高的强度，对钠离子电池长循环有帮助。
因此，本发明制备得到的负极浆料具有较优的循环性能、倍率性能；同时，该负极浆料的制备方法简单，过程易控；该负极浆料可进一步制备负极极片以及包含该负极极片的钠离子电池，有利于提高钠离子电池的电化学性能。
附图说明
图1为本发明的电池循环测试容量保持率示意图。
具体实施方式
为使本发明的方案和优势更清楚，下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明及其优势作详细阐述，但本发明的实施方式不限于此。
根据实施例，本发明提供了一种倍率型钠离子电池负极浆料，包括硬碳负极材料、增稠剂、导电剂、粘结剂、PAA胶液、CNT浆料；其中，钠离子电池负极材料重量含量为93～95％，增稠剂含量为0.5％～1％，导电剂含量为1～2％，粘结剂含量为0.1％～2％、PAA胶液含量为1％～2％、CNT浆料含量为0.1％～1％。
在一些可选的实施例中，增稠剂为羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。
在一些可选的实施例中，导电剂为导电炭黑、石墨烯、纳米导电碳纤维中的至少一种。
在一些可选的实施例中，粘结剂为丁苯橡胶、聚乙烯醇、改性SBR橡胶中的至少一种。
在一些可选的实施例中，其粘度为3000～5000cP。
根据实施例，本发明还提供了一种倍率型钠离子电池负极浆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将所述增稠剂与去离子水混合搅拌均匀，得到增稠剂胶液备用；
(2)将所述硬碳负极材料和所述导电剂的干粉混合搅拌均匀，得到干粉混合料；
(3)将第一部分的所述增稠剂胶液加入干粉混合料中混合搅拌均匀，得到预润湿浆料；
(4)将第二部分的所述增稠剂胶液加入所述预润湿浆料中混合搅拌均匀，得到第一浆料；
(5)剩余部分的所述增稠剂胶液和所述PAA胶液加入所述第一浆料中混合搅拌均匀，得到第二浆料；
(6)将所述CNT浆料加入所述第二浆料中混合搅拌均匀，得到第三浆料；
(7)将所述粘结剂加入所述第三浆料中，并在真空条件下混合搅拌均匀，得到所述钠离子电池倍率型负极浆料。
根据实施例，本发明还提供了一种负极极片，包括集流体和负极涂覆层；负极涂覆层是前述的倍率型钠离子电池负极浆料均匀涂敷在集流体两面制成。
根据实施例，本发明还提供了一种钠离子电池，包含前述的负极极片。
实施例1
S1：制备钠离子电池负极浆料
S11:将增稠剂粉末与水按照质量比1.6％：98.4％混合，在第一公转速度为20rpm、第一自转速度为200rpm下，搅拌10min；在第二公转速度为45rpm，第二自转速度为2800rpm下，搅拌150min，得到粘度为7000cP增稠剂胶液。
S12：将全部的硬碳负极材料、全部的导电炭黑粉末按比例加入搅拌设备，在公转速度为20rpm，自转速度为200rpm下，搅拌30min，得到干粉混合物。
S13：将64％重量占比的S1所得增稠剂胶液加入S2制得的干粉混合物中，在第一公转速度为30rpm、第一自转速度为800rpm下，搅拌30min；在第二公转速度为40rpm，第二自转速度为1200rpm下，搅拌50min得到预润湿浆料。
S14：将34％重量占比的S1所得增稠剂胶液加入S3制得的预润湿浆料中，在第一公转速度为30rpm、第一自转速度为800rpm下，搅拌10min，刮料，在第二公转速度为40rpm，第二自转速度为1200rpm下，搅拌50min，得到第一浆料。
S15：将剩余的S1所得增稠剂胶液和全部的PAA胶液中加入S4制得的第一浆料中，在第一公转速度为30rpm、第一自转速度为800rpm下，搅拌10min，刮料，在第二公转速度为40rpm，第二自转速度为1200rpm下，搅拌20min，得到第二浆料。
S16：将全部的CNT浆料液加入S5制得的第二浆料中，在第一公转速度为30rpm、第一自转速度为1200rpm下，搅拌20min，在第二公转速度为40rpm，第二自转速度为2000rpm下，搅拌120min，得到第三浆料。
S17：将粘结剂加入S6制得的第三浆料中，在公转速度为30rpm，自转速度为300～800rpm，真空度≥-80kPa下，搅拌45min，得到最终负极浆料，粘度为4000cP。
S2：制备负极极片
将S1制备好的负极浆料涂覆于铜箔并真空干燥得到负极极片。
S3：制备钠离子电池
将正极极片、隔膜以及负极极片裁剪叠片后得到电芯，将电芯装入壳体并注入电解液后得到钠离子电池。其中隔膜为陶瓷隔膜，电解液为酯类电解液。
对比例1：
本对比例提供了一种钠离子电池，其与实施例1的区别仅在于：负极浆料制备时未添加CNT浆料&PAA胶液。
对比例2：
本对比例提供了一种钠离子电池，其与实施例1的区别仅在于：负极浆料制备时只添加CNT浆料未添加PAA胶液。
对比例3：
本对比例提供了一种钠离子电池，其与实施例1的区别仅在于：负极浆料制备时未添加CNT浆料只添加PAA胶液。
将实施例1以及对比例1-3所制备得到的钠离子电池在常温25℃下，按照恒流恒压0.5C充电，截止电流0.05C，静置10min，1C放电的充电制度进行循环，并计算容量保持率(％)。充电上限电压为3.95V，测试结果如图1所示：
由图1可以看出：实施例1相比对比例1-3制备的钠离子电池具备优异的循环性能。
将实施例1以及对比例1-3所制备得到的钠离子电池在常温25℃下，按照恒流恒压1C充电，截止电流0.05C，静置10min，依次进行1C/2C/3C/4C/5C/6C放电的充放电制度进行循环，并计算容量保持率(％)。充电上限电压为3.95V，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出：实施例1制备的钠离子电池具备优异的倍率性能。
对比例1和实施例1相比：负极匀浆未加入CNT浆料&PAA胶液，则电池的倍率性能最差。
对比例2和实施例1相比：负极匀浆仅加入CNT浆料，不含PAA胶液，则没有羧酸钠基等极性基团的存在，无法为钠离子电池中离子传导提供帮助，影响电池的倍率性能。
对比例3和实施例1相比：负极匀浆仅加入PAA胶液，不含CNT浆料，则只能依靠导电炭黑点状传导，无CNT线状传导，影响电池的倍率性能。
综上所述，本发明提供的钠电池负极浆料具有较优的循环性能、倍率性能；并且制备方法简单，过程易控；该负极浆料可进一步制备负极极片以及钠离子电池，有利于提高钠离子电池的电化学性能。
根据说明书叙述，本发明涉及的相关领域人员可更改以上实例。本发明不局限于以上实例，凡在本发明构思与原则内所作任何修改、改进、替换或变形都在本发明保护范围内。本说明书中使用的特定术语是为了方便说明，不会限制本发明。
Claims (10)
1.一种倍率型钠离子电池负极浆料，其特征在于，包括硬碳负极材料、增稠剂、导电剂、粘结剂、PAA胶液、CNT浆料；
所述硬碳负极材料、所述增稠剂、所述导电剂、所述粘结剂、所述PAA胶液、所述CNT浆料的总量中，按重量含量计：所述钠离子电池负极材料为93～95％，所述增稠剂为0.5％～1％，所述导电剂为1～2％，所述粘结剂为0.1％～2％、所述PAA胶液为1％～2％、所述CNT浆料为0.1％～1％。
2.根据权利要求1所述的一种倍率型钠离子电池负极浆料，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种倍率型钠离子电池负极浆料，其特征在于，所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、纳米导电碳纤维中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种倍率型钠离子电池负极浆料，其特征在于，所述粘结剂为丁苯橡胶、聚乙烯醇、改性SBR橡胶中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种倍率型钠离子电池负极浆料，其特征在于，其粘度为3000～5000cP。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述倍率型钠离子电池负极浆料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将所述增稠剂与去离子水混合搅拌均匀，得到增稠剂胶液备用；
(2)将所述硬碳负极材料和所述导电剂的干粉混合搅拌均匀，得到干粉混合料；
(3)将第一部分的所述增稠剂胶液加入干粉混合料中混合搅拌均匀，得到预润湿浆料；
(4)将第二部分的所述增稠剂胶液加入所述预润湿浆料中混合搅拌均匀，得到第一浆料；
(5)剩余部分的所述增稠剂胶液和所述PAA胶液加入所述第一浆料中混合搅拌均匀，得到第二浆料；
(6)将所述CNT浆料加入所述第二浆料中混合搅拌均匀，得到第三浆料；
(7)将所述粘结剂加入所述第三浆料中，并在真空条件下混合搅拌均匀，得到所述钠离子电池倍率型负极浆料。
7.根据权利要求6所述的倍率型钠离子电池负极浆料的制备方法，其特征在于，第一部分的所述增稠剂胶液占所述增稠剂胶液的总重量50％～70％，第二部分的所述增稠剂胶液占所述增稠剂胶液的总重量20％～40％。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的一种倍率型钠离子电池负极浆料的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)将羧甲基纤维素钠与去离子水按照质量比1～3：97～99进行配置，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌，得到粘度为6000～12000cP的增稠剂胶液备用；
步骤(1)中，所述一次搅拌的公转速度为15～25rpm，自转速度为200～500rpm，时间为5～30min；所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为2000～3000rpm，时间为120～180min；
(2)将硬碳负极材料放置于搅拌釜中，再将导电炭黑均匀的洒落在所述硬碳负极材料表面，并采用行星搅拌机混合搅拌均匀得到干粉混合料；
步骤(2)中，所述混合搅拌的公转速度为15～30rpm，自转速度为100～500rpm，时间为10～30min；
(3)将第一部分的所述增稠剂胶液加入步骤(2)得到的干粉混合料中，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌得到预润湿浆料；
步骤(3)中，所述一次搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为10～30min；所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为1000～2000rpm，时间为30～100min；并且，所述二次搅拌的公转速度高于所述一次搅拌公转速度、所述二次搅拌的自转速度高于所述一次搅拌公转速度和自转速度；
(4)将第二部分的所述增稠剂胶液加入步骤(3)得到的干粉混合料中，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌得到第一浆料；
步骤(4)中，所述一次搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为5～20min；所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为1000～2000rpm，时间为30～100min；并且，所述二次搅拌的公转速度高于所述一次搅拌公转速度、所述二次搅拌的自转速度高于所述一次搅拌公转速度和自转速度；
(5)将剩余部分的所述增稠剂胶液和所述PAA胶液，加入步骤(4)得到的第一浆料中，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌得到第二浆料；
步骤(5)中，所述PAA胶液的粘度为10000～18000cP；所述一次搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为5～20min；所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为1000～2000rpm，时间为10～30min；并且，所述二次搅拌的公转速度高于所述一次搅拌公转速度、所述二次搅拌的自转速度高于所述一次搅拌公转速度和自转速度；
(6)将所述CNT浆料加入步骤(5)得到的第二浆料中，采用行星搅拌机进行一次搅拌和二次搅拌得到第一浆料；
步骤(5)中，所述一次搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为10～30min；所述二次搅拌的公转速度为30～45rpm，自转速度为1000～3000rpm，时间为60～150min；并且，所述二次搅拌的公转速度高于所述一次搅拌公转速度、所述二次搅拌的自转速度高于所述一次搅拌公转速度和自转速度；
(7)将所述粘接剂加入步骤(6)得到的第三浆料中，在真空条件下采用行星搅拌机混合搅拌均匀，制备得到所述倍率型钠离子电池负极浆料；
步骤(7)中，所述真空条件为真空度为≥-80kPa；所述混合搅拌的公转速度为10～40rpm，自转速度为300～1000rpm，时间为30～60min。
9.一种负极极片，包括集流体和负极涂覆层；其特征在于，所述负极涂覆层是由权利要求1-5中任一项所述倍率型钠离子电池负极浆料均匀涂敷在所述集流体两面制成。
10.一种钠离子电池，其特征在于，包含如权利要求9所述的负极极片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410175270.XA CN118016846A (zh) | 2024-02-07 | 2024-02-07 | 一种倍率型钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410175270.XA CN118016846A (zh) | 2024-02-07 | 2024-02-07 | 一种倍率型钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118016846A true CN118016846A (zh) | 2024-05-10 |
Family
ID=90959178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410175270.XA Pending CN118016846A (zh) | 2024-02-07 | 2024-02-07 | 一种倍率型钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118016846A (zh) |
-
2024
- 2024-02-07 CN CN202410175270.XA patent/CN118016846A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103000882B (zh) | 一种铅碳电池负极铅膏及其制备方法 | |
| WO2017031885A1 (zh) | 一种锂电池负极浆料的制备方法 | |
| CN109103399B (zh) | 一种锂硫电池用功能性隔膜及其制备方法和在锂硫电池中的应用 | |
| CN104795541B (zh) | 一种锂离子电池负极浆料制备方法 | |
| CN109888290B (zh) | 一种高倍率锂离子电池、陈化及化成方法 | |
| CN103199258A (zh) | 锂离子电池正极材料、正极制备方法及锂离子电池 | |
| CN107204446B (zh) | 锂离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN111554880B (zh) | 一种负极片、负极浆料、负极浆料的制备方法及电池 | |
| CN105336918B (zh) | 一种锂离子电池高镍系正极材料浆料的制备方法 | |
| CN101127394A (zh) | 一种含有石墨的锂二次电池负极及其制造方法 | |
| CN106486694B (zh) | 一种高能量密度三元nca电池及其制备方法 | |
| CN110828779B (zh) | 一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN115566255B (zh) | 一种二次电池及用电设备 | |
| CN113421995B (zh) | 一种凝胶态电极及其制备方法 | |
| WO2021129793A1 (zh) | 利用痕量氧化石墨烯片制造长寿命铅酸电池负极的方法 | |
| CN113991089B (zh) | 钠离子电池及其制备方法 | |
| CN110676515B (zh) | 一种低温高能量密度锂离子电池的制备方法 | |
| CN113540467B (zh) | 一种共混型聚乙烯醇基粘结剂及其制备方法和应用 | |
| CN118016846A (zh) | 一种倍率型钠离子电池负极浆料及其制备方法和应用 | |
| CN115548425A (zh) | 复合型钠离子电池及其制备方法 | |
| CN109524623B (zh) | 一种锂电池抗弯折负极片的制备方法 | |
| CN112768696A (zh) | 超高电导率电子级石墨烯/cnt/炭黑导电剂、导电剂浆料及其制备方法 | |
| CN108054425B (zh) | 一种新型高倍率三元镍钴铝动力电池的制备方法 | |
| CN117317234B (zh) | 一种硅基负极浆料及其制备方法与应用 | |
| CN109638250A (zh) | 一种可快速充电的锂离子电池负极片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |