[发明专利]一种高压实密度高倍率性能的普鲁士类正极片、其制备方法及钠离子电池

说明书

本发明提供了一种高压实密度高倍率性能的普鲁士类正极片的制备方法，包括以下步骤：A)以重量份数计，将4～6份导电剂、1～1.5份分散剂和45～90份的溶剂，混合得到导电剂浆料；B)将普鲁士类正极材料、粘结剂、三维导电浆料和步骤A)中的导电剂浆料混合，得到正极浆料；C)将所述正极浆料涂覆在集流体上，干燥后进行多次辊压，得到普鲁士类正极片。本发明先将导电剂配制成导电剂浆料，然后将分散好的具有一定固含量的导电剂浆料与三维导电材料共同作用，能够明显提高极片的压实密度。本发明还提供了一种高压实密度高倍率性能的普鲁士类正极片及钠离子电池。

技术领域

本发明属于钠离子电池技术领域，尤其涉及一种高压实密度高倍率性能的普鲁士类正极片、其制备方法及钠离子电池。

背景技术

能源和环境问题是当今世界最关注的热门话题，化石能源(煤、石油、天然气等)储量有限，人类对环境无限制开采必将导致化石能源的枯竭。因此，开发新能源材料是一种必然的趋势，在所有的新能源材料当中，锂离子电池由于能量密度高，循环寿命长，电压工作高等优点，被广泛应用于智能手机、笔记本电脑等数码产品中。然而，由于锂资源短缺和锂价上涨问题，需要开发资源更加丰富、价格更加低廉的能源体系。钠离子由于资源丰富，价格低廉，环境友好等优点近几年来收到广泛关注，而且钠离子与锂离子的电化学性能非常相近，锂离子电池一些优秀的技术可以应用到钠离子电池中。普鲁士蓝及其类似物(PBAs)具有独特的三维开放框架，是钠离子电池有前途的正极材料之一，这些材料的一般公式为AxMyFe(CN)6·nH2O，简称M-HCF(A为碱阳离子，M为二价或三价过渡金属)，在这种独特的结构中，Na离子与氰化物三键之间的宽通道和弱相互作用允许快速的Na扩散。

普鲁士类材料理论上具有较高的理论比容量和较快的钠离子扩散和迁移速率，具有较高的倍率性能，但是在实际测试当中钠离子电池，正极材料极片的压实密度和电池的倍率性能有着密切的关系，所以，制备一种高压实密度的钠电正极材料极片，解决钠离子电池的倍率性能是一个关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压实密度高倍率性能的普鲁士类正极片、其制备方法及钠离子电池，本申请中的普鲁士类正极片具有更高的负载量、更高的压实密度。

本发明提供一种高压实密度高倍率性能的普鲁士类正极片的制备方法，包括以下步骤：

A)以重量份数计，将4～6份导电剂、1～1.5份分散剂和45～90份的溶剂，混合得到导电剂浆料；

B)将普鲁士类正极材料、粘结剂、三维导电浆料和步骤A)中的导电剂浆料混合，得到正极浆料；

C)将所述正极浆料涂覆在集流体上，干燥后进行多次辊压，得到普鲁士类正极片。

优选的，所述导电剂为科琴黑，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

优选的，所述溶剂分两次或两次以上加入，第一次加入溶剂的重量份数为40～75份.

优选的，所述三维导电浆料为包含碳纳米管和/或氧化石墨烯的浆料；

所述三维导电浆料的固含量为1～4％。

优选的，所述三维导电浆料中固体物料与导电剂浆料中固体物料的质量比为1:(3～10)。

优选的，所述普鲁士类正极材料为普鲁士白正极材料。

优选的，所述正极浆料的粘度为2500～4000mpa·s；所述正极浆料的固含量为80～85％。

优选的，所述多次辊压为两次或两次以上的辊压。

本发明提供一种高压实密度高倍率性能的普鲁士类正极片，按照上文所述的制备方法制得。

本发明提供一种钠离子电池，包括上文所述的高压实密度高倍率性能的普鲁士类正极片。