[发明专利]一种普鲁士蓝类正极片、钠离子电池及制备方法

说明书

本发明属于钠离子电池制备领域，公开一种普鲁士蓝类正极片、钠离子电池及制备方法；所述普鲁士蓝类正极片的制备方法，包括以下步骤：将粘结剂溶于溶剂中，形成胶液；将普鲁士蓝正极活性材料、导电剂加入所述胶液，混合均匀，获得正极浆料；将正极浆料进行涂布，烘干，获得普鲁士蓝类正极片；其中，普鲁士蓝正极活性材料、导电剂与粘结剂的质量之比(7‑8)：(1‑2)：1。本发明依托普鲁士蓝体系的高环保性、低成本、高安全的本体特征，通过材料的合理匹配，进行极片浆料的制备，从而制得优异性能的正极极片。与现有钠离子电池相比，制得的普鲁士蓝类钠离子电池稳定性好，库伦效率和循环性能极好，可以满足商用需求。

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类正极片、钠离子电池及制备方法。

背景技术

普鲁士蓝类材料最早应用于染料和催化领域。因为其合成方法简单，合成成本低，晶格内部应力小、结构稳定等优势，近些年在规模储能应用中获得较大关注。该结构作为钠离子电池材料具有如下优势：

(1)具有和的通道和位点容纳钠离子，骨架坚硬，钠离子脱嵌过程中体积变化较小；

(2)骨架中钠离子迁移的势垒较低，有利于钠离子快速迁移，提高电池功率密度；

(3)普鲁士蓝类的电极材料合成容易，成本较低。

通常利用共沉淀方式，通过过滤真空干燥沉淀即得到电极用的材料。

普鲁士蓝基钠离子电池储能体系是一类与磷酸铁锂电池极其相似的储能体系，一旦研发成熟，在储能领域将具有非常宽域的应用场景。

然而，现有普鲁士蓝基钠离子电池储能体系仍在研究初期，普鲁士蓝基钠离子电池的稳定性和循环性能仍有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种普鲁士蓝类正极片、钠离子电池及制备方法，以提升普鲁士蓝基钠离子电池的稳定性和循环性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种普鲁士蓝类正极片的制备方法，包括以下步骤：

将粘结剂溶于NMP中，形成胶液；将普鲁士蓝正极活性材料、导电剂加入所述胶液，混合均匀，获得正极浆料；

将正极浆料进行涂布，烘干，获得普鲁士蓝类正极片；

其中，普鲁士蓝正极活性材料、导电剂与粘结剂的质量之比(7-8)：(1-2)：1。

本发明进一步的改进在于：所述普鲁士蓝正极活性材料为镍基或锰基体系普鲁士蓝材料。

本发明进一步的改进在于：所述导电剂为乙炔黑、科琴黑ECP、炭黑SP中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于：所述粘结剂为PVDF、聚全氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸乳液中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于：所述普鲁士蓝类正极片的压实密度为1.2-1.6g/cm³。

第二方面，本发明提供一种普鲁士蓝类正极片，由所述的普鲁士蓝类正极片的制备方法制备而得。

第三方面，本发明提供一种普鲁士蓝类钠离子电池的制备方法，包括以下步骤：将所述的普鲁士蓝类正极片和负极片组装，注入电解液，获得普鲁士蓝类钠离子电池。

本发明进一步的改进在于：所述负极片的制备过程如下：按质量比(90-95)：(2-5)：(2-5)将负极活性材料、乙炔黑和丁苯橡胶混合均匀，获得负极浆料，将负极浆料涂覆在集流体上，真空干燥制得负极片。

本发明进一步的改进在于：所述电解液为钠离子电解液。