【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，具体而言，涉及一种硬炭负极材料及其耐压性筛选方法；更具体地，涉及一种硬炭负极材料、一种通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法及其应用。
技术介绍
1、钠离子电池有望作为新能源体系中部分场景对锂离子电池的补充。硬炭材料是钠离子电池大规模应用最快的负极材料。与石墨等高度有序的碳材料不同，硬炭材料为无序机构，且半封闭孔的特性也限制了常用气体分子探针的进入。传统表征方式难以对硬炭材料进行区分。材料的机械性能如耐压性是材料中原子键合强度及微观孔结构差异的综合结果，其键合方式(石墨化，缺陷)及孔结构也与其电化学性能相关联，因而抗压性能的强弱也能间接反应材料电化学性能。
2、电池生产过程中有辊压的步骤，即将极片置于辊压机中以一定压强下辊压，以达到减少不必要的空隙，增加空间利用率，提升电芯装料量，进而提升电芯整体能量密度。由于辊压步骤的存在，如材料的强度差，会导致材料在辊压过程中破碎，进而导致电芯性能与扣电测试性能差别较大的现象，因而在追求较高的电化学性能的同时，材料的耐压性能即成为了材料由实验室导入电芯生产的关键性因素。
3、但与其他常见材料不同，硬炭负极材料通常为粉末材料，难以通过常规的观察形变及断裂的方式衡量其耐压性能。如能够通过简易高效的方式测试硬炭材料的耐压性能，并建立耐压性与电化学性能的对应关系，对硬炭负极材料的区分及快速筛选具有重要意义。
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提
2、本专利技术的第二目的在于提供一种通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，该方法可以衡量硬炭粉末电极材料的耐压性能，对于耐压性好的硬炭粉末电极材料可以导入生产，对于耐压性不好的硬炭粉末电极材料可以不导入电芯生产，避免出现电芯性能与扣电测试性能差别较大的现象。
3、本专利技术的第三目的在于提供所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法在制备负极极片和钠离子电池中的应用。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、本专利技术首先提供了一种硬炭负极材料，承压下，压强与硬炭负极材料的压实密度呈线性关系，斜率d满足0.0014≤d≤0.0021且截距a满足0.8≤a≤1.1；
6、含有所述硬炭负极材料的电池的首周可逆比容量≥250mah/g，首效≥80％；
7、所述硬炭负极材料经所述承压后制得的电池的容量scp与未经所述承压的所述硬炭负极材料制得的电池的容量sc的比值为0.98～1.01。
8、本专利技术进一步提供了一种通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，包括如下步骤：
9、将硬炭粉末电极材料置于粉末压实密度测量装置中进行压实，测定至少三组所述硬炭粉末电极材料在不同压强下的粉末压实密度；然后以各压强值为横坐标、每个压强值所对应的粉末压实密度值为纵坐标，绘制散点图并进行线性拟合，得到线性方程的斜率d和截距a；其中，所述压强值的单位为mpa，所述粉末压实密度值的单位为g/cm3；
10、当所述斜率d＝0.0014～0.0021且所述截距a＝0.8～1.1时，判定所述硬炭粉末电极材料适合作为钠离子电池负极材料，否则判定所述硬炭粉末电极材料不适合作为钠离子电池负极材料。
11、优选地，测定至少五组所述硬炭粉末电极材料在不同压强下的粉末压实密度。
12、优选地，测定所述硬炭粉末电极材料在压强为12～66mpa下的粉末压实密度。
13、优选地，经所述粉末压实密度测量装置压实完成后的所述硬炭粉末电极材料所组装的钠离子电池的容量为scp，未经所述粉末压实密度测量装置压实的所述硬炭粉末电极材料所组装的钠离子电池的容量为sc，当所述斜率d＝0.0014～0.0021且所述截距a＝0.8～1.1时，scp/sc＝0.98～1.01。
14、优选地，所述硬炭粉末电极材料经所述粉末压实密度测量装置压实完成后的粉末压实密度为cp，未经所述粉末压实密度测量装置压实的所述硬炭粉末电极材料所组装的负极极片经343kn压强辊压后的极片压实密度为cf，当所述斜率d＝0.0014～0.0021且所述截距a＝0.8～1.1时，所述cp和所述cf满足如下关系式：0.85＜cp/cf＜1.15。
15、优选地，所述硬炭粉末电极材料的粒径分布范围为0.2～20μm。
16、优选地，所述硬炭粉末电极材料包括沥青类硬炭材料、生物类硬炭材料和树脂类硬炭材料中的至少一种。
17、本专利技术还提供了所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法在制备负极极片和钠离子电池中的应用。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
19、(1)本专利技术提供的硬炭负极材料具有显著的耐压特性，显示出了优异的电化学性能。
20、(2)本专利技术提供的通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，可以衡量硬炭粉末电极材料的耐压性能，不在筛选范围的硬炭粉末电极材料可以不导入电芯生产，避免出现电芯性能与扣电测试性能差别较大的现象；而满足d＝0.0014～0.0021且a＝0.8～1.1的硬炭粉末电极材料的耐压性能好，受压前后性能差异小，可导入电芯生产。
21、(3)本专利技术提供的通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，可以获得压强与密度之间的关系，可指导电芯制造中的辊压参数。
22、(4)采用本专利技术提供的通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法判断出的在耐压性范围内的硬炭粉末电极材料在组装为电池后具有优异的电化学性能。
23、(5)本专利技术提供的通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，可获得受压后电化学性能，以便于导入生产前进行校正。
24、(6)本专利技术提供的通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法料，控制cp和cf满足上述关系式，可指导电芯设计及极片制作。
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1.一种硬炭负极材料，其特征在于，承压下，压强与硬炭负极材料的压实密度呈线性关系，斜率d满足0.0014≤d≤0.0021且截距a满足0.8≤a≤1.1；
2.一种通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，测定至少五组所述硬炭粉末电极材料在不同压强下的粉末压实密度。
4.根据权利要求2所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，测定所述硬炭粉末电极材料在压强为12～66MPa下的粉末压实密度。
5.根据权利要求4所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，经所述粉末压实密度测量装置压实完成后的所述硬炭粉末电极材料所组装的钠离子电池的容量为SCP，未经所述粉末压实密度测量装置压实的所述硬炭粉末电极材料所组装的钠离子电池的容量为SC，当所述斜率d＝0.0014～0.0021且所述截距a＝0.8～1.1时，SCP/SC＝0.98～1.01。
6.根据权利要求4所述通过耐压性差异进行
7.根据权利要求2所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，所述硬炭粉末电极材料的粒径分布范围为0.2～20μm。
8.根据权利要求2所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，所述硬炭粉末电极材料包括沥青类硬炭材料、生物类硬炭材料和树脂类硬炭材料中的至少一种。
9.如权利要求2～8任一项所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法在制备负极极片和钠离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种硬炭负极材料，其特征在于，承压下，压强与硬炭负极材料的压实密度呈线性关系，斜率d满足0.0014≤d≤0.0021且截距a满足0.8≤a≤1.1；
2.一种通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，测定至少五组所述硬炭粉末电极材料在不同压强下的粉末压实密度。
4.根据权利要求2所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，测定所述硬炭粉末电极材料在压强为12～66mpa下的粉末压实密度。
5.根据权利要求4所述通过耐压性差异进行硬炭粉末电极材料的筛选方法，其特征在于，经所述粉末压实密度测量装置压实完成后的所述硬炭粉末电极材料所组装的钠离子电池的容量为scp，未经所述粉末压实密度测量装置压实的所述硬炭粉末电极材料所组装的钠离子电池的容量为sc，当所述斜率d＝0.0014～0.0021且所述截距a＝0.8～1.1时，s...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，孟庆施，戚兴国，李树军，唐堃，
申请(专利权)人：溧阳中科海钠科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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