[發明專利]鈉離子電池負極漿料、制備方法及負極極片

在審

• 申請號: 201710442187.4
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107170957A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 周權;馬娟;任少華;孟慶飛;邱珅
• 申請（專利權）人: 中國電子新能源（武漢）研究院有限責任公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙)33231
• 代理人: 楊宇

技術領域

本發明涉及鈉離子電池領域，特別是涉及一種鈉離子電池負極漿料、制備方法及負極極片。

背景技術

鈉在地殼中儲量相對豐富，且分布區域廣泛，成本低，安全無毒，鈉與鋰二者同屬于堿金屬元素，鈉原子與鋰原子具有非常類似的物理化學性質且脫/嵌機制類似。與其它儲能技術相比，鈉離子電池在資源儲量、成本、能量轉換效率、循環壽命、安全穩定性、維護費用等諸多方面存在一定優勢。所以大規模發展鈉離子電池具有非常重要的戰略意義。

目前，鈉離子負極采用去離子水作為溶劑，同時采用水性粘接劑，使得整個水系負極漿料無毒、無污染，制得的鈉離子電池是真正意義上的綠色能源。但其制備的漿料和極片在涂布和制片過程中存在以下問題：由于采用去離子水作為溶劑，漿料中水分含量較高，導致極片在涂布烘干后易發生干裂和鼓邊現象，制備出的極片柔韌性差，極片加工性能較差，切片或圈繞過程中易發生掉粉現象，造成電池內部微短路，存在安全隱患。

發明內容

本發明在于解決上述至少一個技術問題，提供一種鈉離子電池負極漿料，包括負極活性物質、導電劑、粘結劑、增塑劑和溶劑。增塑劑分子插入聚合物分子鏈之間，削弱了聚合物分子鏈間的應力，降低了聚合物分子鏈的結晶度，增加了聚合物的塑性。加入增塑劑能夠改善涂布干脆和鼓邊問題，同時能夠提高極片柔韌性，避免極片掉粉，極片加工性能得到明顯提升。

為了實現上述目的，采用如下技術方案：

一種鈉離子電池負極漿料，包括負極活性物質、導電劑、粘結劑、增塑劑和溶劑，所述增塑劑為碳酸酯類和/或羧酸酯類有機物，所述增塑劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯中的一種或多種。

作為上述方案的優選，所述負極活性物質為軟碳或硬碳；所述導電劑為碳黑、乙炔黑、導電石墨和碳納米管中的一種或多種；所述粘結劑為聚丙烯腈或聚丙烯酸；所述溶劑為去離子水。

作為上述方案的優選，以所述負極活性物質為基準，所述導電劑與其的重量比為0.1％～10％，所述粘結劑與其的重量比為0.1％～10％，所述增塑劑與其的重量比為0.01％～5％，所述溶劑與其的重量比為50％～100％。

本發明還提供一種鈉離子電池負極漿料的制備方法，具體步驟包括：

S1備料，按照權利要求1-3中任一項所述的鈉離子電池負極漿料準備好負極活性物質、導電劑、粘結劑、增塑劑和溶劑；

S2配制膠液，向攪拌機中加入所述溶劑，再加入所述粘結劑，以公轉10～100轉/分鐘、自轉500～7000轉/分鐘攪拌30分鐘～12小時，制得膠液；

S3制漿，先將步驟S1準備的導電劑加入步驟S2制備的膠液中，以公轉10～100轉/分鐘、自轉500～7000轉/分鐘攪拌30分鐘～6小時；然后加入步驟S1準備的增塑劑，繼續攪拌10分鐘～6小時；再加入步驟S1準備的負極活性物質，繼續攪拌30分鐘～12小時，制得漿料；

S4脫泡，將步驟S3制得的漿料置于真空度為-0.085MPa～-0.1MPa的環境中10分鐘～6小時；

S5過篩出料，將S4步驟后得到的漿料過50～500目篩，然后測試漿料的出料粘度，制得所需的鈉離子電池負極漿料。

作為上述方案的優選，所述S5過篩出料步驟中漿料的出料粘度范圍為1000-10000mpas。

本發明又提供一種鈉離子電池負極極片，包括集流體及涂覆于所述集流體上的負極漿料，所述負極漿料為上述任意一項，所述集流體為鋁箔。

作為上述方案的優選，所述鋁箔的厚度為8～20um。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的工藝流程圖；

圖2為實施例6中電池A6和對比例中電池B1的循環性能測試曲線。

具體實施方式

下面將結合本發明的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

(1)負極的制備