[发明专利]一种钠离子电池电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极材料领域，尤其涉及一种钠离子电池电极及其制备方法。

背景技术

锂离子电池已在便携式电子设备、中大型储能设备和电动汽车方法得到一定的应用，尤其近年其在大型储能设备和电动汽车方面的应用研究获得了爆发式的增长。但随着锂离子电池现在以及未来可预见的大规模应用，锂资源有限的问题也逐渐凸显，一定程度上限制了锂离子电池的发展。而钠离子电池由于其资源丰富，成本较低，与锂离子电池具有相似的电化学性质，近年获得了广泛的关注。

但是，由于钠离子直径比锂离子直径大，需要更大的离子通道从而有效的实现钠离子的可逆迁移能力和快速迁移能力，因此，钠离子电池仍然存在充放电容量较低，循环性能较差，倍率性能较差的现状。

目前，钠离子电池正极已有一定的发展，提出了如磷酸系NaFePO₄，层状构型的P2-Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂、锰酸钠和钴酸钠等正极材料；负极材料的研究也日渐增多，硬碳、Na₂Ti₃O₇、Sn/C和FeS负极的性能也不断的优化。然而，钠离子电池的电极构造的设计却较少见报道，而电极结构也是影响钠离子电池性能的另一重要因素。目前行业内普遍采用的钠离子电池电极的制备工艺与锂离子电池电极的制备工艺基本雷同，在电极的制备过程中都需要用到粘结剂和集流体，由于粘结剂本身不导电，对电极的导电性、倍率性能和循环性能会有一定的负面影响。

因此，如何设计合适的电极结构，通过简单的步骤制备具有优异电化学性能的电极，是本领域技术人员的重要攻关方向之一。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于克服了现有技术中钠离子电池电极的电化学性能不佳，倍率性能和循环性能不好等缺陷，提供一种钠离子电池电极及其制备方法。本发明的钠离子电池电极具有优异的充放电性能和倍率性能，循环性能佳，所述的钠离子电池电极的制备方法工艺简单，制备周期短，所制得的产品性能稳定，批次之间无差异。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种钠离子电池电极的制备方法，其包括下述步骤：

（1）将石墨烯、活性材料和乙醇混合，超声分散，得分散料液；其中，所述石墨烯和所述活性材料的质量比为1:9-5:5；所述活性材料为下述组分I或组分II；所述的组分I为Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂、Na₃NiZr(PO₄)₃、NaFeO₂、NaLi_0.2Ni_0.25Mn_0.75O₂、Na₃V₂(PO₄)₃、NaFePO₄、NaMn_0.44O₂、Na_xCoO₂、Na_1-yNi_0.5Mn_0.5O₂、NaTi₂(PO₄)₃和普鲁士蓝类材料中的一种或多种，其中，0＜x＜1，0＜y＜1；所述的组分II为硬碳，Na₂Ti₃O₇、Na₂C₈H₄O₄、Sn/C和FeS中的一种或多种；

（2）将所述分散料液通过微孔滤膜进行抽滤，得复合材料；

（3）将所述复合材料干燥，即得。