[发明专利]一种钠离子电池正极浆料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钠离子电池正极浆料及其制备方法，适用于高pH值钠离子电池正极材料制浆。本发明提供的浆料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂、调节剂和溶剂。调节剂包括4类有机化合物：有机酸、酸酐、羧酸酯，以及环己酮。由于加入了调节剂，对于浆料凝胶化有明显抑制作用，浆料流动性好，稳定性强，从而改善涂布效果，提高极片面密度均匀性，提高极片的一致性，并使电池的一致性有了明显提高。本发明提供的浆料制备方法包括备料、制胶、制浆、脱泡、过筛五个步骤，其中，调节剂在制浆步骤加入。按照本发明提供的浆料制备方法，调节剂可发挥最佳效果。

技术领域

本发明属于钠离子电池领域，特别是涉及一种钠离子电池正极浆料及其制备方法。

背景技术

钠离子电池具有与锂离子电池类似的充放电原理。相比锂而言，钠资源非常丰富且价格低廉，因此发展钠离子电池技术对于降低电池成本具有非常重要的意义。

钠离子电池正极活性物质种类众多，其中O3相型层状氧化物被认为是钠离子电池最有潜力的正极材料。

然而，绝大多数的O3相层状氧化物对空气中的CO₂和H₂O都非常敏感，材料制成后与空气接触，会在颗粒表面生成NaOH和Na₂CO₃，同时材料内部会有少量残余的Na₂CO₃，导致材料pH值很高，极易吸湿。并且将其与导电剂、粘结剂、溶剂混合制成浆料后，浆料存在流动性差，很容易发生凝胶化等问题。进而造成涂布困难，极片面密度不均匀，电池一致性差。

发明内容

本发明的目的在于：解决钠离子电池正极浆料流动性差、易凝胶化，以改善涂布效果，提高极片面密度均匀性，而提供一种钠离子电池正极浆料及其制备方法。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种钠离子电池正极浆料，包括有正极活性物质(1)、导电剂(2)、粘结剂(3)、调节剂(4)和溶剂(5)，共5种成分，其特征是：

a.所述调节剂(4)包括羧酸酯(43)，其中：

羧酸酯(43)为丙烯酸二乙酯(431)，用以抑制浆料凝胶化；

b.所述正极浆料5种成分比例如下：

所述正极活性物质(1)的重量为基准；

所述导电剂(2)的重量比为0.1％～10％；

所述粘结剂(3)的重量比为0.1％～10％；

所述调节剂(4)的重量比为0.01％～10％；

所述溶剂(5)的重量比为70％～100％。

所述正极活性物质(1)为O₃-Na_a[Cu_xFe_yMn_zM_1-x-y-z]O₂化合物，其中：M是硼(B)、镁(Mg)、铝(Al)、硅(Si)、钛(Ti)、铬(Cr)、锌(Zn)、钼(Mo)、银(Ag)、钡(Ba)、钨(W)、锡(Sn)、铅(Pb)和锑(Sb)中的一种元素；而a、x、y、z分别为0.6≤a≤1.0，0≤x≤0.8，0≤y≤0.8，0≤z≤0.8，0≤1-x-y-z≤0.8。

所述导电剂(2)为碳黑、乙炔黑和导电石墨中的一种材料；所述粘结剂(3)为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或丁苯橡胶中的一种材料；所述溶剂(4)为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃中的一种物质。

一种如前述钠离子电池正极浆料的制备方法，包括S1、S2、S3、S4、S5共5个步骤，其中：