[發明專利]鈉離子電池及制備方法

在審

• 申請號: 201610244678.3
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105789691A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 王銀娣
• 申請（專利權）人: 王銀娣
• 主分類號: H01M10/054
• 分類號: H01M10/054;H01M4/485;H01M4/62;H01M4/60;H01M10/058
• 代理公司: 佛山市廣盈專利商標事務所(普通合伙) 44339
• 代理人: 楊樂兵;楊琳

技術領域

本發明涉及一種電池，尤其是涉及一種鈉離子電池及制備方法。

背景技術

隨著以特斯拉為代表的新能源汽車的火爆，鋰離子電池得到飛速快遞。 但鋰離子電池受限于鋰礦資源的開發及加工，從2014年下半年至今碳酸鋰價 格不斷暴漲就是最好的證明。為此，有必要開發與鋰離子電池工作原理相似 的鈉離子電池作為替代品，鈉離子電子具有成本低及電化學性能優良的特點， 相信在未來也巨大的發展前景。

發明內容

本發明提出一種制備工藝簡單、實現成本較低且具有優良電化學性能的 鈉離子電池及制備方法。

一種鈉離子電池，包括正極、金屬鈉的對電極、玻璃纖維的隔膜及電解 液，該正極由NaV₆O₁₅、乙炔黑及粘結劑按質量比75:15:10混合后，滴加適量 的N-甲基-2-吡咯烷酮，不斷研磨攪拌至均勻糊狀后涂布于金屬棒上，真空干 燥制成；其中，NaV₆O₁₅的晶體結構為尺寸均勻納米棒狀結構，由質量比 NH₄VO₃：NaCl：表面活性劑：去離子水＝1:(1.5～2.5):(0.1～0.3)：100的 NH₄VO₃、NaCl、表面活性劑和去離子水在強酸性的水熱條件下制備而成。

其中，NH₄VO₃：NaCl：表面活性劑：去離子水＝1:2:0.2:100。

一種鈉離子正極材料的制備方法，其包括：

步驟一、按質量比NH₄VO₃：NaCl：表面活性劑：去離子水＝1:(1.5～2.5): (0.1～0.3)：100取NH₄VO₃、NaCl和去離子水，將NH₄VO₃、NaCl和表面活 性劑溶于去離子水中，在60℃下不斷攪拌至完全溶解，加入適量的鹽酸調節 混合容易的pH值至不超過2；

步驟二、將所得混合溶液倒入不銹鋼高壓釜，200℃-300℃條件下水熱反 應12-24小時，NH₄VO₃中的VO3^-會與鹽酸的H⁺結合生成HVO₃，HVO₃進一 步水解生成具有層狀結構的V₂O₅，隨著水熱反應的進行，體系溫度升高壓強 增大，NaCl中的Na離子會逐步嵌入V₂O₅的層狀結構中，最終生成NaV₆O₁₅， 然后自然冷卻至室溫并進行真空抽濾，用去離子水和乙醇各洗滌兩遍，真空 干燥后，再放入高溫爐中400℃-600℃煅燒6-12小時，制備得到為棕色粉末 的NaV₆O₁₅；

步驟三、將制備的NaV₆O₁₅、乙炔黑及粘結劑按質量比75：15：10混合， 滴加適量的N-甲基-2-吡咯烷酮，不斷研磨攪拌至均勻糊狀后涂布于金屬棒 上，真空干燥即制作成正極；

步驟四、以金屬鈉作為上述正極的對電極，以玻璃纖維作為隔膜，加入 電解液即制備得到鈉離子電池。

其中，金屬棒為鋁棒或銅棒。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明確定制備NaV₆O₁₅電極材料中表面活性劑的恰當含量，制備得到 NaV₆O₁₅的晶體結構為尺寸均勻納米棒狀結構，由NaV₆O₁₅制備的電極材料具 有較佳的電化學性能，進而制備得到的電池的電化學性能也較佳，故本發明 實現成本較低，且有巨大的應用發展前景。

具體實施方式