System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种无负极钠基双离子电池正极及其制备方法和包括该正极的无负极钠基双离子电池技术_技高网

一种无负极钠基双离子电池正极及其制备方法和包括该正极的无负极钠基双离子电池技术

技术编号:41951214 阅读:3 留言:0更新日期:2024-07-10 16:38
本发明专利技术提供一种无负极钠基双离子电池正极及其制备方法和应用。无负极钠基双离子电池正极以嵌阴离子型正极材料与贫钠型正极材料的混合物为活性物质,结合粘结剂及导电剂制备成正极极片。本发明专利技术利用贫钠正极材料放电嵌Na+的工作机制,有效解决在无负极钠基双离子电池中嵌阴离子型正极低库伦效率引发的问题,如钠金属负极积累造成的短路、循环寿命缩短及能量效率低等。本发明专利技术制备工艺简单,可控性好,适用于大规模生产,将上述正极应用于无负极钠基双离子电池中,改善无负极钠基双离子电池循环稳定、安全性及能量效率,有效地推动了双离子电池研究进程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池储能,具体涉及一种无负极钠基双离子电池正极及其制备方法和应用。本专利技术属于战略性新型产业目录之1 新一代信息技术产业中的1.3 电子核心产业重点方向下1.3.4高端储能 储能装置材料及器件。正极材料包括橄榄石型磷酸盐类等富锂材料(如磷酸铁锂等),尖晶石型锰酸锂材料、层状材料(如镍钴铝和镍钴锰等)及其混合材料等。


技术介绍

1、锂离子电池凭借着高能量密度、高循环稳定性等优点被广泛使用。然而锂元素在地壳丰度低且分布不均,与此同时,我国是全球锂资源第一进口国。因此,开发低成本、高能量密度电池体系势在必行。

2、双离子电池作为一种新型的电化学储能结构,两种离子共同协同储能。得益于特殊的工作机制,双离子电池具有安全性好、生产成本及环保成本低、废旧电池易回收处理等优点。考虑到钠资源具有成本低廉和资源丰富长等优点,采用na+作为载流子的钠基双离子电池近年来得到了越来越多的关注。

3、构建没有负极活性物质的钠基双离子电池,组装过程中仅使用铝集流体作为负极,简化电池组装流程,因此既有效提高电池体系能量密度,又降低电池成本。然而,在无负极钠基双离子电池中,由于嵌阴离子型正极库伦效率通常较低,除导致充电能量利用率低外,在充电过程中集流体上沉积的钠金属,放电过程中不能完全被氧化转化为na+溶解于电解液中,促使负极集流体上累积过量钠金属,引发电池短路甚至安全问题,循环寿命低。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题,本专利技术提供一种无负极钠基双离子电池正极及其制备方法和应用。

2、本专利技术的目的是以下述方式实现的:

3、一种无负极钠基双离子电池正极,以重量百分数计,包括65-75%嵌阴离子正极、15-5%嵌阳离子贫钠正极材料、10%导电剂和10%粘结剂。

4、所述嵌阴离子正极为石墨、聚三苯胺中的一种;所述嵌阳离子贫钠正极材料为磷酸钛钠、苝四甲酸二酐(ptcda)中的一种;所述导电剂为导电炭黑(super-p);所述粘结剂为聚偏氟乙烯(pvdf)。

5、一种无负极钠基双离子电池正极的制备方法,具体制备步骤包括,

6、s1,将上述无负极钠基双离子电池正极材料进行研磨,研磨时间1-2 h,然后通过溶剂n-甲基吡咯烷酮(nmp)制备成浆料,浆料粘度3000-5000 cps;

7、s2,将上述浆料均匀涂敷在集流体上,面负载量≥8 mg/cm2,并在60-120 ℃下真空干燥12-36 h。

8、一种无负极钠基双离子电池,包含上述的无负极钠基双离子电池正极。

9、所述无负极钠基双离子电池,无负极是指负极只有集流体,而无活性物质,所述负极集流体为涂炭铝箔。

10、相对于现有技术,本专利技术利用贫钠正极材料放电嵌na+的工作原理,有效改善甚至消除钠金属负极积累,并提升电池能量效率、循环寿命及安全性。此外,本专利技术以嵌阴离子型正极与贫钠型正极材料的混合物为活性物质,结合粘结剂及导电剂制备正极极片,上述正极制备工艺可控性好、成本低,具有大规模生产应用潜力。

11、将上述正极应用于无负极钠基双离子电池中,形成的无负极钠基双离子电池循环稳定好、安全性好,有利于推动双离子电池的研究进程。

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【技术保护点】

1.一种无负极钠基双离子电池正极,其特征在于:以重量百分数计,包括65-75%嵌阴离子正极、15-5%嵌阳离子贫钠正极材料、10%导电剂和10%粘结剂。

2.根据权利要求1所述无负极钠基双离子电池正极,其特征在于:所述嵌阴离子正极为石墨、聚三苯胺中的一种;所述嵌阳离子贫钠正极材料为磷酸钛钠、苝四甲酸二酐(PTCDA)中的一种;所述导电剂为导电炭黑(Super-p);所述粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。

3.一种无负极钠基双离子电池正极的制备方法,其特征在于:具体制备步骤包括,

4.一种无负极钠基双离子电池,其特征在于:包含权利要求1或2所述的无负极钠基双离子电池正极。

5.根据权利要求4所述无负极钠基双离子电池,其特征在于:无负极是指负极只有集流体,而无活性物质,所述负极集流体为涂炭铝箔。

【技术特征摘要】

1.一种无负极钠基双离子电池正极,其特征在于:以重量百分数计,包括65-75%嵌阴离子正极、15-5%嵌阳离子贫钠正极材料、10%导电剂和10%粘结剂。

2.根据权利要求1所述无负极钠基双离子电池正极,其特征在于:所述嵌阴离子正极为石墨、聚三苯胺中的一种;所述嵌阳离子贫钠正极材料为磷酸钛钠、苝四甲酸二酐(ptcda)中的一种;所述导电剂为导电炭黑(super-...

【专利技术属性】
技术研发人员:董帅田双幸魏伟窦燕蒙王华郭林常宇飞
申请(专利权)人:商丘师范学院
类型:发明
国别省市:

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