【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离子电池，尤其涉及一种钠离子电池。
技术介绍
1、水系钠离子电池因具有环境友好性，成本低和安全性高等优势，成为近年来的研究热点。但由于传统的工艺制备得到的电极孔径较小且不均一、比表面积较小，导致电极材料与电解液浸润面积小，在生产水系钠离子电池的过程中电解液用量较大、浸泡时间较长，且电极强度低，在生产和电池装配过程中易损坏，不良品率较高，提高了生产成本。因此如何制备孔径均匀、电解液浸润面积大、强度高的电极片来提高电池装配效率和良品率是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种钠离子电池，用以解决现有水系钠离子电池用的电极的孔径较小且不均一、水系钠离子电池生产过程中电解液用量较大、浸泡时间较长、装配过程不良率较高的问题之一。
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术提供了一种钠离子电池，钠离子电池包括正极、负极、隔膜、集流体和电解液；正极和负极均采用高强度多孔电极，高强度多孔电极的制备原料包括电极材料、表面活性剂、膨松剂和胶液；电极材料包括电极活性物质和导电碳材料，导电碳材料包括碳纤维；胶液包括热塑性树脂、多元醇和酮类溶剂；高强度多孔电极的制备过程中包括将电极材料、表面活性剂、膨松剂和胶液混合后进行高温碳化处理，然后再经过导电树脂溶液浸泡、热处理。
4、进一步的，电极活性物质为正极材料或负极材料。
5、进一步的，电极活性物质与导电碳材料的质量比为6～8:
6、进一步的，导电碳材料包括碳纤维，以及乙炔黑、石墨、炭黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种。
7、进一步的，高强度多孔电极的孔径均匀，孔径大小为50～200μm，比表面积为100～300m2/g，强度为15～30mpa。
8、进一步的，高强度多孔电极的电解液吸附率为72％以上。
9、进一步的，高强度多孔电极的制备方法包括如下步骤：
10、s1、将电极活性物质、导电碳材料与溶剂按比例混合并进行球磨混合均匀得到浆料，浆料经过喷雾干燥得到颗粒大小一致、碳包裹均匀的电极材料；
11、s2、配制胶液：将热塑性树脂、多元醇、酮类溶剂在加热罐中进行加热融化搅拌得到胶液；
12、s3、将电极材料、表面活性剂、膨松剂和胶液充分搅拌混合得到胶体电极浆料，然后把胶体电极浆料注入到金属模具进行冷却成电极坯体；
13、s4、将电极坯体置于惰性气氛保护下进行高温碳化处理，得到多孔电极后进行清洗、干燥；
14、s5、将多孔电极放入导电树脂溶液中进行浸泡、烘干后在惰性气氛环境进行300～400℃保温，自然降温后得到高强度多孔电极。
15、进一步的，s2中，控制热塑性树脂、多元醇和酮类溶剂的质量比为79.2～98.9:1～20:0.1～0.8，和/或
16、控制加热温度为80～160℃。
17、进一步的，s3中，控制电极材料、表面活性剂、膨松剂和胶液的质量比为40～60:1～3:1～5:30～58。
18、进一步的，s4中，碳化温度为700～1000℃，碳化时间为2～4h。
19、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
20、1、本专利技术的钠离子电池采用高强度多孔电极，高强度多孔电极的孔径均匀，比表面积大，可大大增加电解液浸润面积，缩短离子传输距离，减少电解液用量和浸泡时间(例如，电解液用量由原来的45～60g降低为20g～25g，浸泡时间由16～20h降低为4h左右)，提高电池倍率性能和循环性能。例如本专利技术的钠离子电池经300次循环后容量保持率为93％以上，首效为88％以上。
21、2、本专利技术的钠离子电池采用高强度多孔电极，在生产和电池装配过程中不易损坏，良率较高，例如良率达到98％以上。
22、3、本专利技术的钠离子电池的高强度多孔电极的制备方法中，电极材料与含热塑性树脂胶液进行充分搅拌混合，高粘度的胶液可以防止电极材料出现偏析，在表面活性剂的作用下，达到均匀分布状态，冷却固化后经高温处理后，树脂会碳化成孔，形成的电极具有大小一致的均匀孔径，且比表面积大；并且制备电极材料时添加具有高强度的碳纤维，并且碳纤维形成的编织网络可以大大增加多孔电极的强度；另外电极具有3d的孔径骨骼结构与导电树脂浸泡，也可以提高电极的强度，高强度的电极在装配电池过程中不易损坏，可以提高电池合格率。
23、4、本专利技术的高强度多孔电极的制备方法中，坯体树脂经高温碳化后，高导电的碳层包覆电极材料，显著提高其导电性能，进而提高采用本专利技术的多孔电极制备的钠离子电池的循环性能和倍率性能。
24、5、本专利技术的高强度多孔电极的整体的多孔结构大大增加电极比表面积，与电解液接触的面积优化增加，与传统厚电极相比，缩短离子传输距离，减少电极浸泡时间，提高生产效率。本专利技术的高强度多孔电极的孔径均匀，孔径大小为50～200μm，比表面积为100～300m2/g，厚度0.2～5mm，强度为15～30mpa，高强度多孔电极的电解液吸附率为72％以上。
25、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容来实现和获得。
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1.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括正极、负极、隔膜、集流体和电解液；所述正极和负极均采用高强度多孔电极，所述高强度多孔电极的制备原料包括电极材料、表面活性剂、膨松剂和胶液；所述电极材料包括电极活性物质和导电碳材料，所述导电碳材料包括碳纤维；所述胶液包括热塑性树脂、多元醇和酮类溶剂；所述高强度多孔电极的制备过程中包括将所述电极材料、所述表面活性剂、所述膨松剂和所述胶液混合后进行高温碳化处理，然后再经过导电树脂溶液浸泡、热处理。
2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电极活性物质为正极材料或负极材料。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电极活性物质与所述导电碳材料的质量比为6～8:2～4。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述导电碳材料包括碳纤维，以及乙炔黑、石墨、炭黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述高强度多孔电极的孔径均匀，孔径大小为50～200μm，比表面积为100～300m2/g，强度为15～30MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括正极、负极、隔膜、集流体和电解液；所述正极和负极均采用高强度多孔电极，所述高强度多孔电极的制备原料包括电极材料、表面活性剂、膨松剂和胶液；所述电极材料包括电极活性物质和导电碳材料，所述导电碳材料包括碳纤维；所述胶液包括热塑性树脂、多元醇和酮类溶剂；所述高强度多孔电极的制备过程中包括将所述电极材料、所述表面活性剂、所述膨松剂和所述胶液混合后进行高温碳化处理，然后再经过导电树脂溶液浸泡、热处理。
2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电极活性物质为正极材料或负极材料。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电极活性物质与所述导电碳材料的质量比为6～8:2～4。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述导电碳材料包括碳纤维，以及乙炔黑、石墨、炭黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永献，蒋立君，杨鹏，钱森森，高钰涵，徐深秋，
申请(专利权)人：超威电源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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