钠离子电池正极浆料及其制备方法、钠离子电池正极、钠离子电池和电力设备与流程

本申请涉及钠离子电池领域，尤其涉及一种钠离子电池正极浆料及其制备方法、钠离子电池正极、钠离子电池和电力设备。

背景技术：

1、由于钠离子正极材料在生产过程中主要使用碳酸钠作为钠源，其碱性较高。现在常见的正极匀浆体系主要采用聚偏氟乙烯pvdf，pvdf虽然可以提供较强的粘结强度与电化学稳定性，但是耐碱性很差；pvdf在碱性钠离子材料作用下会发生消除反应生成水，而pvdf是非水溶剂：pvdf反生消除反应后生成的双键使pvdf分子链之间交联反应，形成凝胶。

2、钠离子材料较容易与空气中的co2、h2o反应，在材料表面会形成naoh与na2co3。对成品的钠离子正极材料进行残碱含量与ph测试发现：钠离子材料中残留的naoh含量为2.37％、na2co3含量为2.10％、ph为13.1；而锂离子正极材料在生产过程中一般使用碳酸锂为锂源，其残留的lioh与li2co3含量般小于0.1％，ph为8-11。相比较而言，钠离子材料的碱性明显强于锂离子材料，故在匀浆过程中出现的凝胶现象更为严重。目前用于缓解锂离子浆料凝聚的添加剂用于钠离子浆料中时，并不能取得较好的抗凝聚效果。

3、在匀浆过程中出现凝胶现象会导致钠离子正极材料无法均匀搅拌，且出现较多颗粒团聚，同时凝胶状态下的浆料无法进行正常涂布，给钠离子电池生产带来诸多不便。

4、为解决上述问题，发明202211468770x提供一种钠离子电池正极材料、正极极片及制备方法，采用sebs橡胶作为粘接剂，组成共混材料，能够拥有sebs橡胶本身的化学稳定性，并同时在制备浆料时利用溶剂油的稳定性，具有耐碱性和抗氧化能力，由此钠离子正极材料，在采用sebs橡胶粘结剂制备的钠离子正极浆料具有流动性好，稳定性好，粘度变化小等优点。

5、但采用上述方法制备的电池内阻高，约150-200毫欧，电池极化现象严重，循环差。这是因为溶剂油体系里，只有在sebs添加量足够多时，才能保证浆料的稳定性，而sebs具有绝缘性，从而导致电池内阻高，循环差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种钠离子电池正极浆料及其制备方法、钠离子电池正极、钠离子电池和电力设备，以解决上述问题。

2、为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

3、一种钠离子电池正极浆料，包括正极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂，还包括添加剂；

4、所述粘结剂为sebs橡胶，所述溶剂包括溶剂油，所述添加剂包括含硅氧键的材料。

5、优选地，所述sebs橡胶的牌号为1924或1701；

6、优选地，所述sebs橡胶占所述钠离子电池正极浆料的总质量的1％-3％。

7、优选地，所述导电剂为导电炭黑和碳纳米管；

8、优选地，所述导电炭黑占所述钠离子电池正极浆料的总质量的0.5-2％，所述碳纳米管占所述钠离子电池正极浆料的总质量的0.5-2％。

9、优选地，所述溶剂油为脱芳烃溶剂油；

10、优选地，所述脱芳烃溶剂油的闪点为80-120℃；

11、优选地，所述脱芳烃溶剂油的牌号为d85或d80，占所述钠离子电池正极浆料的总质量的25-45％。

12、优选地，所述含硅氧键的材料包括二氧化硅、硅藻土类、硅氧烷、硅油和高岭土中的一种或多种；

13、优选地，所述二氧化硅为疏水型纳米二氧化硅；

14、优选地，所述二氧化硅占所述钠离子电池正极浆料的总质量的0.1％-1.0％。

15、优选地，所述正极活性材料包括层状氧化物、磷酸盐类化合物和普鲁士类化合物中的一种；

16、优选地，所述正极活性材料包括镍铁锰酸钠层状氧化物、氟磷酸钒钠和磷酸钒钠中的一种或多种。

17、本申请还提供一种所述的钠离子电池正极浆料的制备方法，包括：

18、将所述正极活性材料、所述导电剂、所述粘结剂、所述溶剂和所述添加剂混合。

19、优选地，所述混合包括：

20、先将所述粘结剂加入部分所述溶剂中进行球磨得到第一混合物，然后将所述导电剂加入所述第一混合物中，得到第二混合物；将所述正极活性材料加入所述第二混合物中，得到第三混合物；

21、使用剩余的所述溶剂调整浆料的固含量，得到所述钠离子电池正极浆料；

22、优选地，所述钠离子电池正极浆料的固含量为55％-75％。

23、本申请还提供一种钠离子电池正极，其原料包括所述的钠离子电池正极浆料。

24、本申请还提供一种钠离子电池，包括所述的钠离子电池正极。

25、本申请还提供一种电力设备，包括所述的钠离子电池。

26、与现有技术相比，本申请的有益效果包括：

27、本申请提供的钠离子电池正极浆料，通过使用含硅氧键的材料作为添加剂，硅羟基能够通过自身或液体分子直接或间接产生氢键作用，造成暂时的三维空间；氢键作用使分散于体系中的添加剂聚集体连接形成一个完整的添加剂网络充满整个体系，使得体系的粘度增加从而起到增稠性；硅羟基可以与橡胶大分子形成物理或化学结合，在添加剂表面形成形成橡胶分子的吸附层，构成添加剂粒子与橡胶分子形成一体的三维网络结构，有效限制橡胶分子链的形变，从而达到补强作用，补强后的橡胶物理性能有较大的改善，其拉升强度和撕裂强度会得到大大的提升。

28、通过浆料中添加含硅氧键的材料，利用含硅氧键的材料优越的稳定性、增稠性，可提高浆料的稳定性。同时含硅氧键的材料一般可作为橡胶的补强剂。添加含硅氧键的材料后，不但提高其强度、韧性，而且防水性能和抗老化性能也明显提高。制备得到的电池内阻明显降低，循环显著提升，高温存储性能好。

29、本申请提供的钠离子电池正极浆料的制备方法，操作简单。

30、本申请提供的钠离子电池正极、钠离子电池和电力设备，电性能优异。

技术特征：

1.一种钠离子电池正极浆料，包括正极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂，其特征在于，还包括添加剂；

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极浆料，其特征在于，所述sebs橡胶的牌号为1924或1701；

3.根据权利要求1所述的钠离子电池正极浆料，其特征在于，所述溶剂油为脱芳烃溶剂油；

4.根据权利要求1所述的钠离子电池正极浆料，其特征在于，所述含硅氧键的材料包括二氧化硅、硅藻土类、硅氧烷、硅油和高岭土中的一种或多种；

5.根据权利要求1-4任一项所述的钠离子电池正极浆料，其特征在于，所述正极活性材料包括层状氧化物、磷酸盐类化合物和普鲁士类化合物中的一种；

6.一种权利要求1-5任一项所述的钠离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的钠离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述混合包括：

8.一种钠离子电池正极，其特征在于，其原料包括权利要求1-5任一项所述的钠离子电池正极浆料。

9.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求8所述的钠离子电池正极。

10.一种电力设备，其特征在于，包括权利要求9所述的钠离子电池。

技术总结
本申请提供一种钠离子电池正极浆料及其制备方法、钠离子电池正极、钠离子电池和电力设备，涉及钠离子电池领域。钠离子电池正极浆料，包括正极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂，还包括添加剂；粘结剂为SEBS橡胶，溶剂包括溶剂油，添加剂包括含硅氧键的材料。钠离子电池正极浆料的制备方法，包括：将所述正极活性材料、所述导电剂、所述粘结剂、所述溶剂和所述添加剂混合。钠离子电池正极，其原料包括所述的钠离子电池正极浆料。钠离子电池，包括所述的钠离子电池正极。电力设备，包括所述的钠离子电池。本申请提供的钠离子电池正极浆料，稳定性好，制得的极片的剥离力明显得到提升，电池内阻明显降低，循环显著提升，60度高温存储性能好。

技术研发人员：谭玉明,薛建军,陈锦军,尹江英
受保护的技术使用者：广州鹏辉能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13