【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池，具体涉及一种钠离子扣式半电池，本专利技术还涉及上述电池的制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池由于功率密度大、循环寿命长的特点已经被广泛应用于能源存储系统中，在电动车和便携式电子产品领域中占据主导地位，但是由于锂资源的分布不均匀性和稀缺性，限制了锂离子电池在大规模电力存储方面的应用。目前绝大部分的锂资源严重依赖进口，这极大地限制了锂离子电池的进一步发展，因此，开发新型电池对于推动我国绿色低碳发展具有重要意义。钠与锂为同一主族元素，具有相似的物理化学性质，分布广泛、储量丰富、价格低廉，且钠离子电池具有比锂离子电池更低的成本和更高的安全性等优势，在新能源汽车和储能电网等诸多领域有望代替锂离子电池，是一种颇具前景的电池技术，受到了研究人员的广泛关注。目前，研究人员已经研发出许多钠离子电池正极材料，但是发展一种适合于钠离子电池实际应用的负极材料仍然面临着许多挑战。
2、碳基材料由于其可观的离子储存容量、良好的导电性和出色的热化学稳定性，被视为最有前途的负极材料之一。软碳和硬碳是目前市场上最常见的两种无定形碳碳基材料，其中，硬碳材料由于低成本、无毒环保且储钠电位低而被认为是较为理想的钠离子电池负极材料。硬碳材料前驱体来源主要分为生物质基、高分子类、煤基类炭材料，生物质材料由于其丰富性、低成本、可持续性和经济上的优势，在众多材料中脱颖而出，是当下商品化负极材料的首选，然而，较差的倍率性能和较低的可逆容量仍是其商业应用的一大挑战。
3、同时，现有大多数研究都只集中在电极材料上，而对钠离子电池整体
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种钠离子扣式半电池，具有可逆容量高、首周库伦效率高的特点。
2、本专利技术的另一个目的是提供上述扣式半电池的制备方法。
3、本专利技术所采用的技术方案是，钠离子扣式半电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：
4、s1、清洗长柄扁桃壳，干燥后将其粉碎并过100目筛，得到长柄扁桃壳粉末；
5、s2、使用过量盐酸去除步骤s1得到的长柄扁桃壳粉末中的杂质离子，过滤掉盐酸后，清洗并干燥该粉末；
6、s3、对步骤s2得到的粉末进行细胞破碎，然后冷冻后再冷冻干燥；
7、s4、将步骤s3所得粉末在ar气氛下碳化，得到长柄扁桃壳基硬碳材料；
8、s5、将步骤s4所得硬碳材料作为负极材料制备负极片；
9、s6、以步骤s5所得负极片作为负极，以钠片作为正极，采用玻璃纤维隔膜，组装钠离子扣式半电池；
10、s7、将步骤s6组装好的扣式半电池进行钠离子加速脱溶剂化处理，得到钠离子扣式半电池。
11、本专利技术的特点还在于：
12、步骤s2具体为：
13、将步骤s1得到的长柄扁桃壳粉末浸入过量盐酸中，搅拌4～6h以去除其中的杂质离子，过滤掉盐酸后，用去离子水超声洗涤粉末，然后鼓风干燥再真空干燥。
14、干燥工艺具体为：在60～80℃下鼓风干燥12～15h，再在90～100℃下真空干燥12～15h。
15、步骤s3具体为：
16、在步骤s2得到的长柄扁桃壳粉末中加入质量为粉末质量10～15倍的去离子水，搅拌1～2h后进行细胞破碎2～3h，然后冷冻24～48h，再冷冻干燥36～48h；
17、步骤s4中，具体的碳化工艺为：以1～5℃/min的速率升温至1200～1600℃后，保温3h。
18、步骤s5具体为：
19、在步骤s4所得长柄扁桃壳基硬碳材料中加入导电剂、粘结液并混匀，得到活性浆料，将活性浆料涂敷在集流体上，于60℃真空干燥24h，得到负极片；其中，导电剂为导电炭黑，粘结液由聚偏氟乙烯溶解于n-甲基-2-吡咯烷酮形成，长柄扁桃壳基硬碳、导电炭黑和聚偏氟乙烯的质量比为8:1:1，集流体为铜箔。
20、步骤s7中，钠离子加速脱溶剂化处理的具体步骤为：在真空干燥箱中60～80℃恒温保持7～8天。
21、本专利技术所采用的另一个技术方案是，钠离子扣式半电池，其是由上述制备方法制备得到。
22、本专利技术的有益效果是：
23、(1)本专利技术电池中的负极材料以长柄扁桃壳为原料，原料来源广泛、绿色环保、成本低；
24、(2)本专利技术方法采用长柄扁桃壳作为碳前驱体，经过清洗、粉碎、除杂、冷冻干燥和热解，得到长柄扁桃壳基硬碳材料，该硬碳材料具备高容量的储钠平台和优良的化学稳定性，非常适于作为钠离子电池的负极材料；
25、(3)本专利技术方法将长柄扁桃壳基硬碳材料作为负极材料制备负极片，钠片作为正极片，组装成钠离子扣式半电池，并进行钠离子加速脱溶剂化处理，得到的电池具有更高的可逆容量和首周库伦效率；
26、(4)本专利技术方法简单易操作，可重复性强，可实现规模化生产，为钠离子电池的制备提供了一种切实可行且效果良好的方法。
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1.钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，步骤S2具体为：
3.根据权利要求2所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，干燥工艺具体为：在60～80℃下鼓风干燥12～15h，再在90～100℃下真空干燥12～15h。
4.根据权利要求1所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，步骤S3具体为：
5.根据权利要求1所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，步骤S4中，具体的碳化工艺为：以1～5℃/min的速率升温至1200～1600℃后，保温3h。
6.根据权利要求1所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，步骤S5具体为：
7.根据权利要求1所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，步骤S7中，钠离子加速脱溶剂化处理的具体步骤为：在真空干燥箱中60～80℃恒温保持7～8天。
8.钠离子扣式半电池，其特征在于，其是由权利要求1-7任一所述的制备方法制备得到。
【技术特征摘要】
1.钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，步骤s2具体为：
3.根据权利要求2所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，干燥工艺具体为：在60～80℃下鼓风干燥12～15h，再在90～100℃下真空干燥12～15h。
4.根据权利要求1所述的钠离子扣式半电池的制备方法，其特征在于，步骤s3具体为：
5.根据权利要求1所述的钠离子扣式半电...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵嘉庆，梁水源，严彬，陈尔翔，陈晨，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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