[发明专利]一种普鲁士蓝基钠离子全电池及其制备方法

说明书

一种普鲁士蓝钠离子电池及其制备方法，将普鲁士蓝正极活性材料与导电剂、粘结剂混合均匀，然后加入溶剂，制得正极浆料，将正极浆料涂覆于集流体表面，制得正极极片；将正极极片和负极片组装成普鲁士蓝钠离子电池。本发明通过合成具有优异性能的正极材料，匹配合适的负极，制备具有性能良好的普鲁士蓝钠离子电池，操作方法简单，原料价格低廉，反应条件温和，对设备要求低，可降低钠离子电池的制备成本，制备的电池性能良好。以特定比例的原材料应用于电池的试制，与现有钠离子电池相比，材料结构稳定性高；制备方法简单，生产工艺条件温和；制得的钠离子电池稳定性好，安全环保。

技术领域

本发明涉及钠离子电池制备领域，特别涉及一种普鲁士蓝钠离子电池及其制备方法。

背景技术

钠离子电池是电化学电池的一种，研究开始于二十世纪八十年代，与锂离子电池同步。然而因为锂离子电池在能量密度上的优势适用移动电子设备储能，发展迅速，而钠离子电池发展则较为缓慢。近些年随着电网用规模储能需求的增加，以及锂离子面临的资源问题，钠离子电池因其在原料储量、价格，安全性等方面的优势，受到越来越多的重视。

普鲁士蓝，一类NASICON开放骨架结构钠离子电池正极材料，在原材料成本、工艺成本、环境友好性、稳定性、功率特性方面都具有突出优势。电极材料常采用Fe、Mn、Ni等金属材料，原材料成本低；制备工艺产业化易放大且成本低；材料制备无毒性物质，安全环保；材料体系骨架坚硬，具有较好的稳定性。

基于普鲁士蓝正极材料、负极材料及电解液等，进行匹配性研究，开发实用化的新型储能电池器件。一旦研发成熟，在储能领域具有非常宽域的应用场景。通过研究，可为储能的绿色、低成本可靠应用提供基础支撑。

普鲁士蓝作为一类新型的储能体系，储能体系所用的匹配型材料尚未形成体系，与之匹配的电解质、负极材料无法保证最大发挥普鲁士蓝材料的性能，使得电池性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种普鲁士蓝钠离子电池及其制备方法，所制备的钠离子电池稳定性好，且安全环保，能够最大程度发挥普鲁士蓝材料的性能。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种普鲁士蓝钠离子电池的制备方法，包括以下步骤：

将普鲁士蓝正极活性材料与导电剂、粘结剂混合均匀，然后加入溶剂，制得正极浆料；

将正极浆料涂覆于集流体表面，制得正极极片；

将正极极片和负极片组装成普鲁士蓝钠离子电池。

本发明进一步的改进在于，普鲁士蓝正极活性材料为镍铁类体系普鲁士蓝材料或铜铁类体系普鲁士蓝材料。

本发明进一步的改进在于，正极浆料和正极极片制备时采用的导电剂为科琴黑、导电石墨、碳纳米管、炭黑和乙炔黑中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，正极浆料和正极极片制备时采用的粘结剂为聚全氟乙烯、聚四氟乙烯与聚丙烯酸乳液中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，普鲁士蓝正极活性材料、导电剂与粘结剂的质量之比为(4-8)：(3-6)：(1-2)。

本发明进一步的改进在于，普鲁士蓝正极活性材料与导电剂的质量之比为(6-7)：4。

本发明进一步的改进在于，溶剂为乙醇、甲醇、乙二醇、丙三醇或聚乙二醇。

本发明进一步的改进在于，电解液为0.8-6mol/L的硫酸钠水溶液、氯化钠水溶液与高氯酸钠水溶液中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，集流体为铝箔、铜箔、不锈钢网、镍箔与钛箔中的一种或几种。