[發(fā)明專利]一種高性能鈉離子電池鈦基負(fù)極、鈉離子電池及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910253477.3
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109888179A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李會巧;張?zhí)扃?/a>;鐘興國;曹楊;翟天佑
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/136;H01M4/1391;H01M4/1397;H01M4/04;H01M10/054
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 王世芳;李智

1.一種高性能鈉離子電池鈦基負(fù)極補(bǔ)充鈉離子的方法，其特征在于，在組裝電池前，在常溫下采用醚類含鈉溶液與該鈦基負(fù)極或者該鈦基負(fù)極包括的鈦基負(fù)極材料進(jìn)行接觸和反應(yīng)80-300分鐘，在反應(yīng)完成后，使用溶劑將鈦基負(fù)極材料或者該鈦基負(fù)極上余下的醚類含鈉溶液清洗掉，

醚類含鈉溶液將溶液中的鈉嵌入鈦基負(fù)極材料的晶格中，并使鈦基負(fù)極中的部分四價鈦還原為三價鈦，從而預(yù)先補(bǔ)充鈦基負(fù)極材料中的鈉離子，以降低該鈦基負(fù)極首次充放電時的不可逆容量損失；

所述鈦基負(fù)極材料包括：TiO₂，M₂TiO₃，M₂Ti₃O₇，M₂Ti₄O₉，M₂Ti₅O₁₁，M₂Ti₆O₁₃，M₂Ti₈O₁₇，M₂Ti₁₂O₂₅，M₄Ti₅O₁₂，MLiTi₃O₇，M_0.66Li_0.22Ti_0.78O₂，MFeTiO₄，MLiTi₃O₇，M_0.8Ni_0.4Ti_0.6O₂，M_0.6[Cr_0.6Ti_0.4]O₂，M_0.66Ni_0.17Co_0.17Ti_0.66O₂中的一種或幾種，M取自H、Li、Na、K中的一種或者多種；

所述醚類含鈉溶液由金屬鈉、絡(luò)合劑和醚類溶劑共同制備而成。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高性能鈉離子電池鈦基負(fù)極補(bǔ)充鈉離子的方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑為萘，所述醚類溶劑選自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二惡戊烷中的一種或幾種。

3.如權(quán)利要求2所述的一種高性能鈉離子電池鈦基負(fù)極補(bǔ)充鈉離子的方法，其特征在于，在常溫下采用醚類含鈉溶液與該鈦基負(fù)極或者鈦基負(fù)極材料進(jìn)行接觸和反應(yīng)的方式包括：將鈦基負(fù)極材料置于醚類含鈉溶液中浸泡；或，將鈦基負(fù)極材料采用輥對輥的方式在醚類含鈉溶液中經(jīng)過；或，將醚類含鈉溶液采用噴涂方式涂覆在鈦基負(fù)極材料或者鈦基負(fù)極上。

4.如權(quán)利要求1所述的一種高性能鈉離子電池鈦基負(fù)極補(bǔ)充鈉離子的方法，其特征在于，清洗掉鈦基負(fù)極材料或者鈦基負(fù)極上余下的醚類含鈉溶液的溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二惡戊烷中的一種或幾種。

5.如權(quán)利要求4所述的一種高性能鈉離子電池鈦基負(fù)極補(bǔ)充鈉離子的方法，其特征在于，醚類含鈉溶液的制備方法為：

a)聚乙烯醚類液體作為溶劑，將萘加入聚乙烯醚類溶劑中，萘在聚乙烯醚類溶劑中的濃度為0.1mol/L～10mol/L；

b)將鈉單質(zhì)加入步驟a)得到的含萘的聚乙烯醚溶液中，鈉溶解后形成均勻溶液，金屬鈉在聚乙烯醚類液體內(nèi)的濃度為0.1mol/L～10mol/L。

6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的一種高性能鈉離子電池鈦基負(fù)極補(bǔ)充鈉離子的方法處理得到的鋰離子電池鈦基負(fù)極。

7.應(yīng)用如權(quán)利要求6所述負(fù)極的鈉離子電池。