【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池，尤其涉及一种三电极钠离子软包电池及其制备方法。
技术介绍
1、钠离子电池在充放电过程中钠离子不断从正负极中脱出和嵌入，完成容量的存储和释放，脱嵌过程中正负极材料电位会持续改变，利用置于电池内部的参比电极，可以获取全电池在各项测试过程中单个电极的电位变化趋势，这些电位变化信息是研究人员分析材料结构和改善工艺的重要数据。
2、钠离子电池参比电极常用的金属丝状镀钠方法寿命短且钠镀层结构疏松，无法用作长期监控，另一种将金属丝末端连接钠片的方法同样受限于金属丝内阻，导致测量误差增大。中国专利技术专利cn 115241553 a引入参比电池腔作为参比电极放置区域，尽管能有效增加参比电极钠含量，延长使用时间，但将钠金属润湿泡沫金属骨架实际操作复杂。除了丝状参比电极外，箔状、网状结构以及放置位置包括隔膜间、极耳间等，这些因素会进一步影响参比电位的稳定和可靠性，仍需要进行改善。
3、除了结构问题外，参比电极首要是保证自身参比电位能够长时间维持稳定，不会在测试过程中出现较大波动。广泛用于扣电半电池电极的钠金属，是钠离子电池参比电极的理想材料，但钠金属材质参比电极无法适用于材料含较多结构水或采用水系电解液的钠离子电池。钠同水反应产气，不仅破坏参比电位稳定性，还会导致电池鼓胀严重降低安全性，目前现有技术中未见相关报道。
4、为满足含水钠离子电池参比电极的制作，其材质必须兼容水系，置于电池内部后不会和水发生副反应破坏电池本身，同时在一定时间内能提供稳定的电位以供测试过程中正负极电位的变化能精确
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种三电极钠离子软包电池及其制备方法，通过使用磷酸钛钠制备参比电极并对参比电极的结构进行改进，提供一种能应用于含水钠离子电池体系并提供稳定电位的参比电极。其主要过程是将由磷酸钛钠、导电剂、粘结剂和溶剂制备的浆料涂覆在集流体上，烘干压实后形成一定厚度的浆料层。使用绝缘胶带对未覆盖浆料层的集流体区域作绝缘处理，后置于芯包和铝塑膜夹层间并使用绝缘胶带固定，然后铝塑膜封装芯包并真空注入电解液后封口，最后小电流充电对磷酸钛钠嵌钠达到其电位平台来预激活参比电极，从而获得具有稳定电位的参比电极的三电极钠离子软包电池。
2、本专利技术的第一个目的是提供一种三电极钠离子软包电池的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、将正极片、隔膜、负极片按照z字型的顺序进行叠片，热压整形后进行干燥，得到芯包；其中，正极片和负极片的片数相同；
4、在矩形第一集流体的一侧表面涂覆浆料，烘干压实形成浆料层，对未覆盖浆料层的集流体区域进行绝缘处理，得到参比电极；所述浆料以质量份计包括磷酸钛钠、第一导电剂、第一粘结剂和第一溶剂；所述参比电极中浆料层的面积为正极片面积的80％-90％；所述参比电极的理论容量为正对正极片面积容量的0.9-1.0；
5、s2、将s1所述的参比电极的浆料层贴合s1所述的芯包的正极片进行铝塑膜封装，注入电解液后封口，浸润后进行预激活、静置得到所述的三电极钠离子软包电池。
6、在本专利技术的一个实施例中，在s1中，所述浆料以质量份计包括磷酸钛钠30-60份、第一导电剂2-10份、第一粘结剂2-10份和第一溶剂20-66份。
7、在本专利技术的一个实施例中，在s1中，所述正极片和负极片的制备方法包括以下步骤：
8、s11、分别将正负极活性材料、第二导电剂、第二粘结剂和第二溶剂混合均匀，分别得到正负极浆料；
9、s12、分别将正负极浆料涂覆在第二集流体上，经烘干、辊压分别得到正负极片。
10、在本专利技术的一个实施例中，在s11中，正极活性材料选自聚阴离子化合物、层状氧化物和普鲁士蓝化合物中的一种或多种；优选地，所述正极活性材料为普鲁士蓝化合物，所述普鲁士蓝化合物通式nabm1dm2c[fe(cn)6]·mh2o，0＜b≤2，0≤d≤1，0≤c＜1，c+d＝1，0＜m≤3，其中，m1选自锰、铁、钴和镍中的一种或几种，m2选自锌和/或铜，因为普鲁士蓝化合物本身含有结晶水。
11、和/或，负极活性材料为钛基磷酸盐、碳基材料和普鲁士蓝化合物中的一种或多种。
12、和/或，所述正负极活性材料、第二导电剂、第二粘结剂和第二溶剂的质量比为90-95：2-8：1-5：130-170。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述第一导电剂和所述第二导电剂独立地选自碳纳米管、乙炔黑、导电碳黑、导电石墨、炭纤维和石墨烯中的一种或多种。
14、在本专利技术的一个实施例中，所述第一粘结剂和所述第二粘结剂独立地选自聚烯烃类、含氟树脂、聚丙烯树脂和橡胶中的一种或多种，例如可以为聚偏二氟乙烯、苯橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶(sbr)、聚丙烯酰胺(paa)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚丙烯腈(pan)、聚酰亚胺(pi)、丁二烯橡胶、改性丁二烯橡胶、羧基改性丁苯橡胶和改性聚有机硅氧烷类聚合物中的一种或多种。
15、在本专利技术的一个实施例中，所述第一溶剂和所述第二溶剂独立地选自n-甲基-2-吡咯烷酮、乙醇和丙酮中的一种或多种。
16、在本专利技术的一个实施例中，在s1中，所述绝缘处理的材料选自聚丙烯胶带或聚亚酰胺胶带。
17、在本专利技术的一个实施例中，在s2中，所述浸润的温度为40℃-45℃，时间为22h-26h。
18、在本专利技术的一个实施例中，在s2中，所述预激活是以0.01c-0.1c充电至参比电极容量的70％-90％。
19、在本专利技术的一个实施例中，在s2中，所述静置的时间为60min-120min。
20、在本专利技术的一个实施例中，在s2中，所述铝塑膜在使用前需要进行冲坑，冲坑总深度在芯包热压后的厚度增加0.20mm余量，从而保证装有参比电极的芯包和铝塑膜能贴合紧密。
21、在本专利技术的一个实施例中，所述第一集流体和所述第二集流体独立地选自涂碳铝箔或涂碳不锈钢。
22、在本专利技术的一个实施例中，还包括极耳的制备，将正极极耳焊接至芯包的正极片，负极极耳焊接至芯包的负极片，参比极耳焊接至参比电极。
23、在本专利技术的一个实施例中，所述正极极耳、负极极耳和参比极耳外露于所述铝塑膜，所述正极极耳和所述负极极耳同向引出，所述参比极耳的引出方向为正负极极耳引出方向的相对一侧。
24、本专利技术的第二个目的是提供一种所述的方法制备的三电极钠离子软包电池。
25、本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
26、(1)本专利技术所述的制备方法使用磷酸钛钠制备参比电极，利用磷酸钛钠在一定容量区间内电位稳定的特点，保证了参比电极电位的精确度；利用磷酸钛钠兼容水系电解液的特点，调整集流体种类便可将其应用在水系钠离子电池中。
27、(2)本专利技术所述的制备方法使用涂敷有涂碳层的铝箔或不锈钢作为参比电极的集流体，通过涂碳层增加参比电极的导电性，降本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在S1中，所述正极片和负极片的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在S1中，所述绝缘处理的材料选自聚丙烯胶带或聚亚酰胺胶带。
4.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在S2中，所述浸润的温度为40℃-45℃，时间为22h-26h。
5.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在S2中，所述预激活是以0.01C-0.1C充电至参比电极容量的70％-90％。
6.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在S2中，所述静置的时间为60min-120min。
7.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，所述第一集流体和所述第二集流体独立地选自涂碳铝箔或涂碳不锈钢。
8.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法
9.根据权利要求8所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，所述正极极耳、负极极耳和参比极耳外露于所述铝塑膜，所述正极极耳和所述负极极耳同向引出，所述参比极耳的引出方向为正负极极耳引出方向的相对一侧。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的方法制备的三电极钠离子软包电池。
...【技术特征摘要】
1.一种三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在s1中，所述正极片和负极片的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在s1中，所述绝缘处理的材料选自聚丙烯胶带或聚亚酰胺胶带。
4.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在s2中，所述浸润的温度为40℃-45℃，时间为22h-26h。
5.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的制备方法，其特征在于，在s2中，所述预激活是以0.01c-0.1c充电至参比电极容量的70％-90％。
6.根据权利要求1所述的三电极钠离子软包电池的...
【专利技术属性】
技术研发人员：史高枞，鲍宇杨，
申请(专利权)人：贲安能源科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。