一种用于钠镍电池正极材料的研磨氯化钠及其制备方法与流程

本发明钠镍电池，具体涉及一种用于钠镍电池正极材料的研磨氯化钠及其制备方法。

背景技术：

1、钠镍电池，又称钠盐电池或钠-氯化镍电池，是高温钠电池的一种，其正极是固态nicl2，负极为液态na，电解质为固态β"-al2o3陶瓷，充放电时钠离子通过陶瓷电解质在正负电极之间漂移。是一款稳定性强、安全性高，使用寿命长，应用范围广泛，原材料易获得并无毒、回收工艺简单且无污染的绿色产品。

2、正极材料是钠盐电池的核心关键部分，是电化学反应的载体，其批量稳定生产，是国内钠镍电池产业发展必须解决的问题。钠镍电池的正极材料一般通过挤压造粒工艺，得到一定密度范围的颗粒。研磨氯化钠是钠镍电池正极材料的重要组成部分，其在正极材料中的质量占比约40％。要想钠镍电池发挥其寿命长的特点，研磨氯化钠的特殊杂质和粒径分布必须控制在特定的范围。研磨氯化钠粒径大，则充电过程中不能反应完全，在接下来的放电过程中nacl因“ostwald熟化”生长为大颗粒，电池容量快速衰减；研磨氯化钠粒径过小，则需要更大的挤压力或者二次造粒才能获得密度合格的颗粒。过高的挤压力或二次造粒导致正极材料的性质(宏观的粒径分布和微观的界面)发生剧变，影响支持电解质naalcl4的渗透浸润。然而如何控制研磨氯化钠的特殊杂质和粒径分布是本领域的技术难点。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明通过添加特殊的惰性成核剂与粉碎氯化钠混合，开发出兼具特殊杂质含量低以及粒径分布范围合适的研磨氯化钠，以解决电池寿命短的问题。并且本发明的研磨氯化钠的生产还具备工艺简单，成本低等优点。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一种用于钠镍电池正极材料的研磨氯化钠，所述研磨氯化钠按照质量百分比包括：氯化钠99.1％以上，成核剂0.4～0.6％，其余为杂质；所述研磨氯化钠的粒径分布为：5μm≤d10≤10μm、15μm≤d50≤25μm、50μm≤d90≤65μm、60μm≤d97≤85μm。

4、优选的，所述杂质中，硫酸盐以na2so4计≤3000ppm，ca≤100ppm，k≤300ppm，mg≤100ppm，cu≤2ppm，br≤300ppm，六氰合铁酸钠≤15ppm。

5、更优选的，硫酸盐以na2so4计≤700ppm，ca≤50ppm，k≤100ppm，mg≤0.5ppm，cu≤0.15ppm，br≤100ppm，六氰合铁酸钠≤7ppm。

6、优选的，所述成核剂为气相沉淀二氧化硅、无定型硅铝酸钠、二氧化钛中的一种或几种的组合。

7、本发明还提供上述研磨氯化钠的制备方法，包括氯化钠原料冲击粉碎和添加成核剂混合研磨两个步骤。

8、优选的，所述氯化钠原料含水率为0.5％以下；更优选的，含水率为0.05％以下。

9、优选的，所述成核剂的粒径小于40μm，比表面积大于45m2/g。

10、优选的，所述冲击粉碎采用分级机，分级机的使用频率为10-25hz。

11、优选的，所述冲击粉碎后还包括旋风分离和除尘的步骤。

12、优选的，所述混合研磨采用混合机，所述混合机选自v型混合机、三维混合机或方锥混合机中的一种。

13、本发明的有益效果为：

14、本发明提供了一种用于钠镍电池正极材料的研磨氯化钠，该研磨氯化钠特殊杂质含量低，能够避免副反应发生导致电池寿命的衰减；同时，本发明将研磨氯化钠控制在特定的粒径分布范围，有利于支持电解质在正极材料中的渗透浸润和电池的长寿命。

15、本发明在研磨氯化钠中还添加了成核剂，成核剂的存在有利于钠镍电池放电过程中降低nacl晶体析出的表面自由能垒，诱导放电生成的nacl围绕成核中心生长，提高成核密度，从而起到细化nacl晶粒、加快结晶速率的作用，防止nacl晶体生长过大从而导致电池容量快速衰减。

16、本发明的研磨氯化钠的制备方法具有工艺简单、成本低的优点。

技术特征：

1.一种用于钠镍电池正极材料的研磨氯化钠，其特征在于，所述研磨氯化钠按照质量百分比包括：氯化钠99.1％以上，成核剂0.4～0.6％，其余为杂质；所述研磨氯化钠的粒径分布为：5μm≤d10≤10μm、15μm≤d50≤25μm、50μm≤d90≤65μm、60μm≤d97≤85μm。

2.根据权利要求1所述的研磨氯化钠，其特征在于，所述杂质中，硫酸盐以na2so4计≤3000ppm，ca≤100ppm，k≤300ppm，mg≤100ppm，cu≤2ppm，br≤300ppm，六氰合铁酸钠≤15ppm。

3.根据权利要求2所述的研磨氯化钠，其特征在于，硫酸盐以na2so4计≤700ppm，ca≤50ppm，k≤100ppm，mg≤0.5ppm，cu≤0.15ppm，br≤100ppm，六氰合铁酸钠≤7ppm。

4.根据权利要求1所述的研磨氯化钠，其特征在于，所述成核剂为气相沉淀二氧化硅、无定型硅铝酸钠、二氧化钛中的一种或几种的组合。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的研磨氯化钠的制备方法，其特征在于，包括氯化钠原料冲击粉碎和添加成核剂混合研磨两个步骤。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氯化钠原料含水率为0.5％以下。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述成核剂的粒径小于40μm，比表面积大于45m2/g。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述冲击粉碎采用分级机，分级机的使用频率为10-25hz。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述冲击粉碎后还包括旋风分离和除尘的步骤。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合研磨采用混合机，所述混合机选自v型混合机、三维混合机或方锥混合机中的一种。

技术总结
本发明公开了一种用于钠镍电池正极材料的研磨氯化钠及其制备方法。该研磨氯化钠兼具特殊杂质含量低以及粒径分布范围合适的特点，且混合有成核剂。本发明的研磨氯化钠能够有效支持电解质在正极材料中的渗透浸润和电池的长寿命，防止NaCl晶体生长过大从而导致电池容量快速衰减，且具有制备工艺简单、成本低的优点。

技术研发人员：杨贞胜,余振江,李伟伟,杨斌,张相杰,邓彩赟
受保护的技术使用者：浙江安力能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24