[發(fā)明專利]一種鈉鎳電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910935170.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN111200124B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊貞勝;陳忠偉;武建飛;張洪濤;石再軍;楊斌;汪秀仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江安力能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58;H01M10/30
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 趙芳

本發(fā)明涉及本發(fā)明提供了一種鈉鎳電池用正極材料由鎳粉、氯化鈉、微量元素組成，鎳粉、氯化鈉、微量元素質(zhì)量比為x：y：1?x?y；其中x＝0.4～0.6，y＝0.4～0.6，1?x?y＝0～0.2.本發(fā)明還保護(hù)了一種鈉鎳電池正極材料的制備方法。本發(fā)明的正極材料具有較好的導(dǎo)電性及較高的振實(shí)密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈉鎳電池領(lǐng)域，尤其是鈉鎳電池用正極材 料。

背景技術(shù)

鈉鎳電池，又稱鈉鹽電池或鈉-氯化鎳電池，是高溫鈉電 池的一種，其正極是固態(tài)NiCl2，負(fù)極為液態(tài)Na，電解質(zhì)為 固態(tài)β-Al2O3陶瓷，充放電時(shí)鈉離子通過陶瓷電解質(zhì)在正負(fù)電極之間漂移。是一款穩(wěn)定性強(qiáng)、安全性高，使用壽命長， 應(yīng)用范圍廣泛，原材料易獲得并無毒、回收工藝簡單且無污 染的綠色產(chǎn)品。

鈉鎳電池有以下四個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域：削峰調(diào)谷、風(fēng)光 儲(chǔ)能、后備電源、新能源汽車。

由于鈉鎳電池優(yōu)異的安全性，已在純電動(dòng)和混合動(dòng)力汽 車上展示了良好的應(yīng)用前景。目前在歐美有超過1萬輛鈉鎳 電池電動(dòng)車在運(yùn)行中，這些電動(dòng)車包括微型轎車、卡車、貨 車及大客車等德國AEG Anglo Batteries GmbH公司一輛鈉- 氯化鎳電池電動(dòng)汽車在3年多時(shí)間的實(shí)際路試中已運(yùn)行了大 于69000英里(1英里＝1609.3m，相當(dāng)于1200次正常循環(huán))而 無需任何維護(hù)。使用液冷技術(shù)的鈉鎳電池已經(jīng)被裝配在 Renault Twingo、Clio、OpelAstra、奔馳和寶馬3系列的汽車 中。鈉鎳電池作為新一代車用高能電池已凸顯出其強(qiáng)大的優(yōu) 勢。

國內(nèi)從事鈉鎳電池研究的僅有寧夏綠聚能源有限公司， 該公司與北方民族大學(xué)開展產(chǎn)學(xué)研合作，經(jīng)過兩年半的研發(fā) 和試制，

在鈉鎳電池正極材料的燒結(jié)、陶瓷電解質(zhì)的制備等 關(guān)鍵技術(shù)上取得了一些進(jìn)展，尚未掌握鈉鎳電池正極材料的 核心技術(shù)和工藝。

國內(nèi)鈉鹽電池產(chǎn)業(yè)剛剛起步，正極材料作為鈉鹽電池的 核心關(guān)鍵部分，其大批量連續(xù)化生產(chǎn)制造工藝是必然面對(duì)的 問題，形勢非常迫切。

中國專利CN106033825A提出了一種正極支撐型的鈉鎳 電池，正極作為鈉鎳電池的強(qiáng)度支撐，正極采用多空隙結(jié)構(gòu) 的支撐體，電解質(zhì)則是位于支撐體一側(cè)的薄膜層，正極活性 材料Ni、NaCl顆粒以及熔融的NaAlCl4分布填充在該孔隙 中，并且該孔隙形成連通至電解質(zhì)層的通道。該專利描述的 正極制備的整個(gè)過程必須在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，而且熔融 的NaAlCl4對(duì)設(shè)備的要求極高，實(shí)現(xiàn)成本極其高昂。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鈉鎳電池用 正極材料由鎳粉、氯化鈉、微量元素組成，鎳粉、氯化鈉、 微量元素質(zhì)量比為x：y：1-x-y；其中x＝0.4～0.6，y＝0.4～0.6， 1-x-y＝0～0.2。

進(jìn)一步地，所述鎳粉是T123、T210、T255、T287中的 一種或幾種的組成；

進(jìn)一步地，所述氯化鈉純度大于99.0％，粒徑小于75μ m，含水率小于0.2％。

進(jìn)一步地，所述氯化鈉添加有0.2～0.8％的抗結(jié)劑，抗結(jié) 劑成分為二氧化硅，比表面積為45～90m2/g。

進(jìn)一步地，所述微量元素是鐵粉、鋁粉、一硫化亞鐵、 硫磺、氟化鈉、碳化鎢、二氧化鈦、二硫化亞鐵、碘化鈉中 的一種或幾種的組合。

進(jìn)一步地，所述鐵粉，純度大于99.0％，粒徑小于125 μm，松裝密度2.6～3.0g/cc；所述鋁粉，純度大于99.0％， 粒徑小于125μm；所述一硫化亞鐵，粒徑小于125μm；所 述硫磺，純度大于99.5％，粒徑小于125μm；所述氟化鈉， 純度大于98.0％，粒徑小于125μm；所述碳化鎢，純度大于 99.5％，粒徑1～20μm；所述二氧化鈦，純度大于99.0％， 粒徑小于125μm；所述二硫化亞鐵，純度大于99.5％，粒徑 小于125μm；所述碘化鈉，純度大于99.0％，粒徑小于125 μm。