[發明專利]一種基于Nay

有效

• 申請號: 201611000287.3
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN108075131B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 劉宇;張書明;余豐;夏驥;賀健;賀詩陽;曾詩蒙;張娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所;上海硅酸鹽研究所中試基地
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/36
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種基于富鈉層狀化合物正極的水系儲能電池，其特征在于，所述水系儲能電池由正極片、負極片、隔膜及具有離子導電性的水系電解液組成，所述正極片包括質量百分比為60～85wt%的正極活性物質，所述正極活性物質為富鈉層狀化合物，通式為Na_yNi_xMn_1-xO₂，其中0.25＜x≤0.5，2/3≤y≤0.67，且通過將相應比例的Na₂CO₃、Ni(NO₃)₂·6H₂O和Mn₂O₃混合研磨在700-900℃燒結制得粉末粒徑為1-10um的所述正極活性物質，再將所述正極活性物質與導電劑和粘結劑混合烘干后壓制成正極片；所述負極片包括質量百分比為60～85wt%的負極活性物質，所述負極活性物質為磷酸鈦鈉化合物NaTi₂(PO₄)₃；所述電解液為含鈉離子和/或鋰離子的水溶液。

2.根據權利要求1所述的水系儲能電池，其特征在于，所述正極片還包括導電劑10～35wt%和粘結劑5～10wt%。

3.根據權利要求1所述的水系儲能電池，其特征在于，所述負極片還包括導電劑10～35wt%和粘結劑5～10 wt%。

4.根據權利要求1所述的水系儲能電池，其特征在于，所述負極活性物質還包括不超過50wt%的碳材料，所述碳材料為乙炔黑、Super P、石墨、石墨烯、碳纖維、碳黑、活性炭、介孔碳、有機物裂解碳、氣相熱解碳、中間相炭微球中的至少一種。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的水系儲能電池，其特征在于，所述導電劑為乙炔黑、Super P、石墨、石墨烯、碳纖維、碳黑、有機物裂解碳、氣相熱解碳、中間相炭微球中的至少一種，所述粘結劑為羥丙甲纖維素、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯中的至少一種。

6.根據權利要求1-4中任一項所述的水系儲能電池，其特征在于，所述電解液中電解質為Na₂SO₄、Li₂SO₄、NaCl、LiCl、NaNO₃、LiNO₃、Na₃PO₄、Li₃PO₄、Na₂HPO₄、Li₂HPO₄、NaH₂PO₄、LiH₂PO₄、Na₂CO₃、Li₂CO₃、Na₂C₂O₄、Li₂C₂O₄、NaC₂H₃O₂、LiC₂H₃O₂、NaClO₄和LiClO₄中的至少一種。

7.根據權利要求1-4中任一項所述的水系儲能電池，其特征在于，所述電解液中的陽離子摩爾濃度為1～10 mol/L，PH值2～13，所述電解液中鋰離子與陽離子總量的摩爾比為（0.25～0.75）：1。

8.根據權利要求1-4中任一項所述的水系儲能電池，其特征在于，所述電解液中還加入支撐電解質，所述支撐電解質為硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、氯化物、氫氧化物、磷酸鹽或醋酸鹽中的至少一種。

9.根據權利要求8所述的水系儲能電池，其特征在于，所述支撐電解質的陽離子為銨根離子、堿金屬、堿土金屬、鋁、鋅、銅、鎳、鐵和錳中的至少一種。