【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二次电池，尤其涉及一种钠离子电池。
技术介绍
1、研究人员经大量研究发现钠金属作为储能材料用于钠离子电池有着低成本、储量丰富和安全性高等优点，并且钠离子电池与之前广泛研究的锂离子电池有着相似的工作原理，可以很好地补充锂离子电池。虽然锂和钠电池有着相似的工作机理，但由于钠原子半径要比锂原子的大，这使得钠离子在循环过程中发生脱嵌行为时需要更多电化学反应动力学，钠离子电池则表现出较低的库伦效率，故适用于锂电池的材料就不能被直接用在钠离子电池上。
2、目前研究较多的负极材料中，由于传统石墨碳材料无法与钠形成稳定的插层化合物，表现出较差的储钠性能，而二元过渡金属硫化物(tmds)，由于其具有类石墨烯层状结构，潜在的高比容量和原料元素存储量丰富等独特优势引发了人们的关注，人们尝试将二元过渡金属硫化物应用于钠离子电池中，然而tmds的层间距相对较小，对钠离子的扩散有一定的阻碍作用，同时tmds在充放电过程中可能会发生体积膨胀，影响材料结构的稳定性进而影响钠离子电池的循环性能。此外，钠离子电池目前使用较多的隔膜为常规聚烯烃材料，该常规隔膜对含有钠盐的电解液浸润性并不佳，即常规隔膜不能充分吸收电解液，导致离子传输路径不畅，增大了离子在电极间迁移的阻力，从而显著提高电池的内阻，高内阻不仅会降低钠离子电池的充放电效率，还会导致电池在大电流工作时发热严重，影响其功率性能和安全性。
3、因此，亟需一种钠离子电池，以解决现有技术问题的不足。
技术实现思路
1、鉴于上述问题
2、为实现以上目的，本专利技术提供了一种钠离子电池，包括正极、负极、隔膜及电解液，负极包括负极浆料，负极浆料包括[c2n2h10]0.5cu2sbs3·h2o，电解液包括钠盐，隔膜为功能性纤维膜，功能性纤维膜的结构如式1所示：
3、
4、其中r为n为60～300。
5、与现有技术相比，本专利技术的钠离子电池的负极浆料中包括[c2n2h10]0.5cu2sbs3·h2o，其具有二维阴离子层[cu2sbs3]-、乙二胺分子无序的穿插在二维阴离子层的层间中，故二维阴离子层中含有的铜硫键和锑硫键赋予负极材料具有良好的层状结构稳定性，层间乙二胺的分布进一步增强了层间结合力以进一步抑制结构的塌陷，故本专利技术的钠离子电池因负极结构具有较好的稳定性从而具有较好的循环性能。同时隔膜选用功能性纤维膜，该功能性隔膜中具有大量的苯环，且苯环上含有强极性基团三氟甲基，如此能提高对含有钠盐的电解液的吸收能力，从而促进钠离子的迁移。专利技术的钠离子电池具有较好的充放电性能。
6、进一步地，本专利技术的[c2n2h10]0.5cu2sbs3·h2o的制备包括：将铜粉、锑粉、硫脲、第一溶剂混合后密封于高压容器中，于150～170℃下热处理6～8d后冷却洗涤。更具体地，将铜粉、锑粉、硫脲、第一溶剂混合均匀得到混合物，再将混合物放置在耐热玻璃管中，在空气气氛下密封后将玻璃管放置在不锈钢高压灭菌瓶中，于150～170℃下热处理6～8d，冷却后用乙醇洗涤数次后得到橙色棒状晶体。
7、进一步地，本专利技术的铜粉、锑粉、硫脲、第一溶剂的质量之比为1:1:20:120。具体地，第一溶剂为无水甲醇和水组成的混合物，无水甲醇和水的质量之比为37:83。
8、进一步地，本专利技术的负极浆料的制备包括：
9、(1)将导电剂、第一部分的粘结剂与[c2n2h10]0.5cu2sbs3·h2o加入双行星搅拌釜中进行真空搅拌；
10、(2)于步骤(1)后加入第一部分的第二溶剂并进行搅拌；
11、(3)于步骤(2)后加入第二部分的粘结剂并进行搅拌；
12、(4)于步骤(3)后加入第二部分的第二溶剂并进行搅拌；
13、(5)于步骤(4)后加入余下的粘结剂和余下的第二溶剂并进行搅拌。
14、进一步地，步骤(1)中双行星搅拌釜的公转频率15～40hz，自转频率为5～30hz，时间为20～90min；步骤(2)中双行星搅拌釜的公转频率15～40hz，自转频率为5～30hz，时间为60～120min；步骤(3)中双行星搅拌釜的公转频率15～40hz，自转频率为5～30hz，时间为10～30min；步骤(4)中双行星搅拌釜的公转频率15～40hz，自转频率为5～30hz，时间为5～10min；步骤(5)中还包括调大自转频率至25～45hz，时间为60～90min，开真空，真空≤-0.08mpa，对步骤(4)后的产物进行搅拌，再加入余下的粘结剂和余下的第二溶剂以调节浆料固含量至35～55％并进行搅拌(公转频率15～40hz，自转频率为15～25hz，时间为30～60min)。步骤(5)之后还包括再采用公转频率8～15hz，自转频率为0，时间为20～60min抽真空搅拌以排除尽气体。
15、进一步地，本专利技术包括将负极浆料涂覆于铜箔上，经干燥、辊压、模切可制成负极。
16、进一步地，本专利技术以质量份数计，包括80～95份[c2n2h10]0.5cu2sbs3·h2o、1～10份导电剂、1～10份粘结剂、45～65份第二溶剂。具体地，粘结剂至少包括cmc，粘结剂还包括paa和sbr中的至少一种；第二溶剂为水；导电剂包括石墨烯和碳纳米管中的至少一种。
17、进一步地，本专利技术的钠盐包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠、六氟砷酸钠、六氟锑酸钠、二氟磷酸钠、4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑钠、双乙二酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠和双(氟磺酰)亚胺钠中的至少一种。具体地，本专利技术的电解液还包括非水有机溶剂，非水有机溶剂为环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状羧酸酯、链状羧酸酯、环状醚和链状醚中的至少一种。如非水有机溶剂可为但不限于碳酸乙烯酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯。
18、进一步地，本专利技术的功能性纤维膜的表面包覆有聚多巴胺。聚多巴胺中富含羟基、氨基等极性基团，这使得含有钠盐的电解液能够轻易被浸润，即在功能性纤维膜表面包覆聚多巴胺能够提高功能性纤维膜对含有钠盐的电解液的吸收能力，从而促进钠离子的迁移，这使得钠离子电池可适合用于大功率电池使用的环境中。
19、进一步地，本专利技术包括将功能性纤维膜浸泡于浓度为0.01～1w/v％的多巴胺水溶液中12h～28h后进行干燥而使功能性纤维膜的表面包覆有聚多巴胺。多巴胺是一种活性生物制剂，几乎能在任何表面聚合形成非特异性的牢固粘附层。更具体地，在长时间的浸泡中，多巴胺溶液与空气接触通过氧化反应形成聚多巴胺。
20、进一步地，本专利技术的钠离子电池的正极为钠片。
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1.一种钠离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜及电解液，所述负极包括负极浆料，所述负极浆料包括[C2N2H10]0.5Cu2SbS3·H2O，所述电解液包括钠盐，
2.如权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述[C2N2H10]0.5Cu2SbS3·H2O的制备包括：将铜粉、锑粉、硫脲、第一溶剂混合后密封于高压容器中，于150～170℃下热处理6～8d后冷却洗涤。
3.如权利要求2所述的钠离子电池，其特征在于，所述铜粉、所述锑粉、所述硫脲、所述第一溶剂的质量之比为1:1:20:120。
4.如权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述负极浆料的制备包括：
5.如权利要求4所述的钠离子电池，其特征在于，以质量份数计，包括80～95份所述[C2N2H10]0.5Cu2SbS3·H2O、1～10份所述导电剂、1～10份所述粘结剂、45～65份所述第二溶剂。
6.如权利要求4所述的钠离子电池，其特征在于，所述粘结剂至少包括CMC；
7.如权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述钠盐包括六氟磷酸钠、四氟
8.如权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述功能性纤维膜的表面包覆有聚多巴胺。
9.如权利要求8所述的钠离子电池，其特征在于，包括将所述功能性纤维膜浸泡于浓度为0.01～1w/v％的多巴胺水溶液中12h～28h后进行干燥而使所述功能性纤维膜的表面包覆有聚多巴胺。
10.如权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极为钠片。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜及电解液，所述负极包括负极浆料，所述负极浆料包括[c2n2h10]0.5cu2sbs3·h2o，所述电解液包括钠盐，
2.如权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述[c2n2h10]0.5cu2sbs3·h2o的制备包括：将铜粉、锑粉、硫脲、第一溶剂混合后密封于高压容器中，于150～170℃下热处理6～8d后冷却洗涤。
3.如权利要求2所述的钠离子电池，其特征在于，所述铜粉、所述锑粉、所述硫脲、所述第一溶剂的质量之比为1:1:20:120。
4.如权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述负极浆料的制备包括：
5.如权利要求4所述的钠离子电池，其特征在于，以质量份数计，包括80～95份所述[c2n2h10]0.5cu2sbs3·h2o、1～10份...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄莉婷，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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