[发明专利]高担量活性物质电极制备及其电极和应用

权利要求书

1.一种高担量活性物质电极在钠离子电池中的应用，其特征在于，该电极制备方法如下：

1）将电极活性物质、导电剂和粘结剂混合成溶质，并用N-甲基吡咯烷酮溶剂溶解，经4-6h的搅拌至浆料；电极活性物质、导电剂和粘结剂三者混合比例为（50~90）:（5~20）:（5~30）；

2）将浆料涂覆在铝箔上，得到电极-集流体一体化电极；

3）将制备的电极-集流体一体化电极放入溶剂中浸渍，浸渍时间为5min-1h，使得涂覆的电极结构发生膨胀，产生蓬松多孔结构；

4）将溶剂中浸渍后的一体化电极迅速放入-20~-30℃的冷冻室并维持1h-4h，以维持溶剂浸渍后的多孔蓬松结构；

5）将冷冻的一体化电极置入-30~-60度的真空干燥箱中，抽真空干燥，干燥时间为10-20h；

6）将干燥后的一体化电极放入70~100度的恒温烘箱中干燥3h-10h；

步骤3）所述的溶剂为水、乙醇、乙二醇中的一种或二种以上。

2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤1）所述的电极活性物质作为正极材料或负极材料，正极材料为氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝化合物中的一种或二种以上；负极材料为碳基材料、合金材料、磷酸盐中的一种或二种以上。

3.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤1）所述的导电剂为碳黑、还原氧化石墨烯中的一种或二种以上；所述的粘结剂为PVDF、PVDF-HFP、PTFE中的一种或二种以上。

4.按照权利要求3所述的应用，其特征在于：步骤1）所述的导电剂为Super P、科琴黑和乙炔黑中的一种或二种以上。

5.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤1）所述溶质为溶剂和溶质总质量的20-50%。

6.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：电极活性物质的担量通过铝箔上涂覆的不同电极厚度来控制；当涂覆电极厚度为400-2000μm，得到的电极活性物质担量为5-30mg/cm²。

7.按照权利要求2所述的应用，其特征在于：氧化物为NaCoO₂、NaMnO、NaFeO₂、NaxFe_0.5Mn_0.5O₂、NaNi0_.5Mn_0.5O₂、Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂、NaNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂、NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂、Na_0.44MnO₂中的一种或二种以上；聚阴离子型化合物为NaFePO₄、Na₂FeP₂O、Na4Fe₃(PO₄)₂P₂O₇、Na₃V₂(PO₄)₃、Na₃NiZr（PO₄)₃、Na₃V₂(PO₄)₂F₃、Na₂FePO₄F、Na₂FeSiO₄中的一种或二种以上；普鲁士蓝化合物为Na₄Fe(CN)₆、Na_1.72MnFe(CN)₆中的一种或二种以上。

8.按照权利要求2所述的应用，其特征在于：碳基材料为石墨烯，硬碳，软碳中的一种或二种以上；合金材料为Sb/C, SnSb/C和 Sn/C中的一种或二种以上；磷酸盐为Na₃V₂(PO₄)₃、NaTi₂(PO₄)₃和Na₃MnTi（PO₄）₃中的一种或二种以上。