[发明专利]一种高循环保持率电化学性能的钠离子电池的制备方法

说明书

本发明涉及电池制备技术领域，特别涉及一种高循环保持率电化学性能的钠离子电池的制备方法，该方法包括正极材料制备、负极材料制备、电池组装和电池化成；本发明通过对负极材料进行优选，结合对电池进行化成的步骤，得到一种充放电容量、能量密度以及循环保持率等各项性能优异的钠离子电池。

技术领域

本发明涉及电池制备技术领域，特别涉及一种高循环保持率电化学性能的钠离子电池的制备方法。

背景技术

近年来，中国新能源汽车产销量持续增长，稳居世界首位。但传统铅酸电池、镍镉电池能效较低且污染严重，锂离子电池成本高且安全性有待提升，随着新能源汽车市场需求量激增，难以满足市场需求。由于钠离子电池具有高安全、低成本、环境友好等优点，深受研究学者们的青睐，促进了钠离子电池在动力电池方面的应用。

然而，相比于锂离子电池，钠离子电池具有较低的容量和循环稳定性，使其在大规模商业化应用的速度较慢，如何提高钠离子电池的能量密度，日益受到科研人员的广泛关注。

基于此，本申请提出一种高循环保持率电化学性能的钠离子电池的制备方法，以解决上述问题。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种高循环保持率电化学性能的钠离子电池的制备方法，通过对负极材料进行优选，结合对电池进行化成的步骤，得到一种充放电容量、能量密度以及循环保持率优异的钠离子电池。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高循环保持率电化学性能的钠离子电池的制备方法，所述方法包括：正极的制备、负极的制备、电池组装和电池化成；

其中，所述正极的制备是通过称取0.6-1.0g的Na₃V₂(PO₄)₃、0.1-0.2g碳黑、0.1-0.2g聚偏氟乙烯，并将上述原料加入到2-3mL的N-甲基-2-吡咯烷酮中，充分混匀后研磨得到正极材料，将正极材料涂覆在正极集流体表面，即可得到正极；

所述负极的制备是通过将碳材料、石墨烯以及聚偏氟乙烯，加入到3mL的负极溶剂中混合均匀，得到负极材料，接着将得到的负极材料涂覆在负极集流体表面，即可得到负极。

进一步地，所述正极材料的组成为：0.8g Na₃V₂(PO₄)₃、0.2g碳黑和0.1g聚偏氟乙烯。

进一步地，所述负极材料的组成包括：0.9g碳材料、0.3g石墨烯以及0.08g聚偏氟乙烯。

进一步地，所述石墨烯为改性石墨烯，该改性石墨烯通过如下方法得到：在天然石墨粉中加入浓硫酸和高锰酸钾，搅拌均匀后将混合物加热至45-50℃，再在恒温下搅拌8-10h，冷却至室温后再加入30％的过氧化氢，使得混合溶液从灰黑色变为亮黄色之后，将混合溶液抽滤分离，再用去离子水抽滤清洗并去除其中金属杂质；调整溶液呈中性，再将溶液进行渗析一周，将得到的固体进行干燥，即可得到所述改性石墨烯。

进一步地，所述电池组装为：将正极、负极、裁剪好的隔膜和电解液进行组装，得到待化成的钠离子电池；所述电解液为钠盐与乙醇胺按照质量比为1:0.1-0.2的比例混合后加入到电解质溶液中所获得的。

进一步地，所述电池化成是将经过电池组装后得到的待化成钠离子电池进行分步化成，具体包括如下步骤：

1)设定温度为25-35℃，以0.1-0.2C的倍率将所得钠离子电池进行充电30-40min；

2)设定温度为36-45℃，以0.2-0.4C的倍率将所得钠离子电池进行充电60-80min；

3)设定温度为46-50℃，以0.5-0.8C的倍率将所得钠离子电池进行充电120-360min；