补钠材料及其制备方法、正极极片、钠离子电池与流程

本申请涉及电化学，尤其涉及一种补钠材料及其制备方法、正极极片、钠离子电池。

背景技术：

1、钠离子电池凭借低成本、钠资源丰富、能量密度相对较高等优点，有望在储能领域替代传统的锂离子电池。

2、通过补钠剂对正极极片进行补钠能够减小因钠损耗而给钠离子电池的电化学性能带来的不利影响。有机补钠剂具有环境友好、成本低、无毒等特点，但是现有有机补钠剂的氧化分解电位仍有待提高，导致钠离子二次电池的循环性能仍有待提高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请公开了一种补钠材料及其制备方法、正极极片、钠离子电池，以提高补钠材料的补钠效果，从而提高钠离子电池的循环性能。

2、第一个方面，本申请提供了一种补钠材料，包括补钠剂本体和导电碳材料，其中，所述导电碳材料包括相连的第一导电部分和第二导电部分，所述第一导电部分位于所述补钠剂本体内部，所述第二导电部分露出于所述补钠剂本体外表面。

3、在本申请的一些实施方案中，在所述补钠材料的sem图中的任意1600nm×1200nm区域内，所述第二导电部分的平均数量为1个～20个。

4、在本申请的一些实施方案中，基于所述补钠材料的质量，所述补钠剂本体的质量百分含量为60％～90％，所述导电碳材料的质量百分含量为10％～40％。

5、在本申请的一些实施方案中，所述补钠材料的平均粒径d50为0.8μm～1.8μm。

6、在本申请的一些实施方案中，所述补钠材料中具有极性基团，所述极性基团包括羧基和羟基中的至少一种。

7、在本申请的一些实施方案中，所述导电碳材料包括碳纳米管、羧基化石墨烯和氧化石墨烯中的至少一种。

8、在本申请的一些实施方案中，所述碳纳米管包括相连的第一导电段和第二导电段，所述第一导电段位于所述补钠剂本体内部，所述第二导电段露出于所述补钠剂本体外表面。

9、在本申请的一些实施方案中，所述补钠剂选自na2c4o4、na2co3、ch3coona、c6h5na3o7、na2c2o4和na2c6o6中的至少一种。

10、第二个方面，本申请提供一种如第一个方面所述的补钠材料的制备方法，包括以下步骤：

11、将补钠剂溶解于去水，得到补钠剂的过饱和溶液；

12、将酸化导电碳材料加入到有机溶剂中，得到分散液；

13、将所述过饱和溶液加入到所述分散液中，经搅拌后，使所述补钠剂在所述酸化导电碳材料的极性官能团周围产生晶核以进行再结晶，形成所述补钠材料。

14、在本申请的一些实施方案中，所述补钠剂的溶解温度为20℃～60℃，所述搅拌的时间为1h～4h。

15、在本申请的一些实施方案中，所述有机溶剂包括无水乙醇、乙二醇、丙三醇、乙醚、异丙醇和丙酮中的至少一种。

16、第三个方面，本申请提供一种正极极片，包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一个表面的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括如第一方面所述的补钠材料，或者包括如第二方面所述的制备方法制得的补钠材料。

17、第四个方面，本申请提供一种钠离子电池，所述钠离子电池包括第三方面所述的正极极片。

18、第五个方面，本申请提供一种储能装置，包括箱体和至少一个第四方面所述的钠离子电池，所述钠离子电池收容于所述箱体中。

19、第六个方面，本申请提供一种用电设备，包括第五方面所述的储能装置，所述储能装置为所述用电设备进行供电。

20、与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果：

21、本申请提供了一种补钠材料及其制备方法、正极极片、钠离子电池，其中，补钠材料包括补钠剂本体和导电碳材料，导电碳材料包括相连的第一导电部分和第二导电部分，第一导电部分位于补钠剂本体内部，第二导电部分露出于补钠剂本体外表面。具有上述结构特征的补钠材料，导电碳材料的第二导电部分能够作为电子传输通道，将外部的电子通过该第二导电部分传输给相连的第一导电部分，从而促进外部电子传输至补钠材料内部，有利于加速补钠剂本体的氧化分解过程，使本申请的补钠材料具有更低的氧化分解电位，从而提高补钠材料的首圈补钠效果，提高钠离子电池的能量密度和循环性能。

技术特征：

1.一种补钠材料，其特征在于，包括补钠剂本体和导电碳材料，其中，所述导电碳材料包括相连的第一导电部分和第二导电部分，所述第一导电部分位于所述补钠剂本体内部，所述第二导电部分露出于所述补钠剂本体外表面。

2.根据权利要求1所述的补钠材料，其特征在于，在所述补钠材料的sem图中的任意1600nm×1200nm区域内，所述第二导电部分的平均数量为1个～20个。

3.根据权利要求1所述的补钠材料，其特征在于，基于所述补钠材料的质量，所述补钠剂本体的质量百分含量为60％～90％，所述导电碳材料的质量百分含量为10％～40％。

4.根据权利要求1所述的补钠材料，其特征在于，所述补钠材料的平均粒径d50为0.8μm～1.8μm。

5.根据权利要求1所述的补钠材料，其特征在于，所述补钠材料中具有极性基团，所述极性基团包括羧基和羟基中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的补钠材料，其特征在于，所述导电碳材料包括碳纳米管、羧基化石墨烯和氧化石墨烯中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的补钠材料，其特征在于，所述碳纳米管包括相连的第一导电段和第二导电段，所述第一导电段位于所述补钠剂本体内部，所述第二导电段露出于所述补钠剂本体外表面。

8.根据权利要求1～7任一项所述的补钠材料，其特征在于，所述补钠剂选自na2c4o4、na2co3、ch3coona、c6h5na3o7、na2c2o4和na2c6o6中的至少一种。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的补钠材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述补钠剂的溶解温度为20℃～60℃，所述搅拌的时间为1h～4h。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括无水乙醇、乙二醇、丙三醇、乙醚、异丙醇和丙酮中的至少一种。

12.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一个表面的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括如权利要求1～8任一项所述的补钠材料，或者包括如权利要求9～11任一项所述的制备方法制得的补钠材料。

13.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求12所述的正极极片。

14.一种储能装置，其特征在于，包括箱体和至少一个权利要求13所述的钠离子电池，所述钠离子电池收容于所述箱体中。

15.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求14所述的储能装置，所述储能装置为所述用电设备进行供电。

技术总结
本申请提供了一种补钠材料及其制备方法、正极极片、钠离子电池，其中补钠材料包括补钠剂本体和导电碳材料，其中，导电碳材料包括相连的第一导电部分和第二导电部分，第一导电部分位于补钠剂本体内部，第二导电部分露出于补钠剂本体外表面。

技术研发人员：涂龙,张国栋,王巍,王铈汶
受保护的技术使用者：厦门海辰储能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31