[發明專利]一種有效提升鈉離子電池性能的方法

在審

• 申請號: 202211243360.5
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115395001A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 李紅東;翟曉麗;馮晶;孫小晨;劉鈞松;王琛;張鑫;崔政
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M4/04;C01B32/05;H01M50/403;H01M50/431;H01M50/449;H01M50/497;H01M10/42;H01M10/054;H01M10/0567;H01M10/058
• 代理公司: 北京眾澤信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11701
• 代理人: 張艷萍

1.一種有效提升鈉離子電池性能的方法，有以下步驟：

一種引入納米金剛石的鈉離子電池，其特征在于，使用納米金剛石修飾鈉離子電池的負極、隔膜和電解液，有效提升鈉離子電池的能量密度及循環穩定性、使用壽命等電化學性質。

2.使用權利要求1的方法制備的納米金剛石修飾的負極、隔膜或/和電解液，組裝半電池和全電池，獲得高性能鈉離子電池。

3.根據權利要求1的納米金剛石/碳復合電極的制備方法：將納米金剛石(尺寸5-20nm)添加到碳前驅體粉末中研磨混合均勻后，將其在惰性氣體保護下700～1000℃碳化1.5～2.5小時，用鹽酸和去離子水清洗干燥，得到的納米金剛石/碳復合電極材料，其特征是，納米金剛石顆粒吸附在碳材料表面。

4.根據權利要求3的納米金剛石和碳復合電極的制備方法，其特征在于，用鹽酸去除有機物具體為：將碳化產物加入到1.0～5.0M鹽酸溶液中，在磁力攪拌下浸泡3～6小時，用去離子水清洗至中性。

5.根據權利要求1的納米金剛石修飾隔膜的制備方法：取適量氫或氧處理納米金剛石粉末溶于乙醇溶液中，超聲處理30～60分鐘，得到納米金剛石膠體溶液。將納米金剛石膠體溶液涂覆到隔膜上，烘干，得到納米金剛石改性隔膜。其特征是，納米金剛石顆粒分散于隔膜纖維的表面。

6.根據權利要求1的納米金剛石修飾電解液的制備方法：取適量氫或氧處理納米金剛石粉末加入到商用電解液中，并在氬氣保護下超聲處理30～60分鐘，得到納米金剛石電解液。其特征是，納米金剛石顆粒在電解液中均勻分散，且能夠穩定存在。

7.按照權利要求2納米金剛石粉和碳復合電極材料用于制作鈉離子電池的負電極。具體過程是：將納米金剛石粉和碳復合電極材料，與導電碳黑混合，在聚偏二氟乙烯的作用下研磨，并添加1-甲基-2-吡咯烷酮以至用磁力攪拌器攪拌成粘稠流體；將粘稠流體涂于集流體(銅箔)，真空干燥；最后切成電極形狀壓實，制得納米金剛石粉和碳復合的鈉離子電池的負電極。

8.按照權利要求2所述鈉離子半電池，在無水無氧的環境中，以鈉片作為參比電極，分別使用權力要求1所得納米金剛石修飾的負極材料，隔膜和電解液，按照鈉離子電池制作規定操作，在無水無氧的環境中封裝電池。

9.按照權利要求2所述鈉離子全電池，其特征在于：包括正極極片、隔膜、負極極片、彈片、墊片，分別使用權力要求1所得納米金剛石修飾的負極材料，隔膜和電解液，按照鈉離子全電池制作規定操作，在無水無氧的環境中封裝電池。