[发明专利]一种钠电池电解质表面金属氧化层的制备方法

说明书

本发明公开了一种钠电池电解质表面金属氧化层的制备方法，属于钠电池领域，一种钠电池电解质表面金属氧化层的制备方法，通过气化膜壳的设置，同时配合松散压合，可以有效保证混合物之间的空隙，有效保证其煅烧时内外受热程度更加均匀，便于提高第一次进行煅烧的效率和均匀度，同时在气化膜壳内加压的惰性气体的填充，在煅烧时，固化的热塑性塑料密封层受热熔化并流走，此时半开放壳体侧壁内的加压的惰性气体在高温下从双Y形孔向外喷出，进而有效使得气化膜壳内的混合物能够在气流作用下，变得多孔更加松散，便于混合物内部的煅烧更加均匀，进而有效提高后期钠电池的金属氧化层效果更好，进一步提高使用本金属氧化层的钠电池的质量。

技术领域

本发明涉及钠电池领域，更具体地说，涉及一种钠电池电解质表面金属氧化层的制备方法。

背景技术

钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。由于钠离子比锂离子更大，所以当对重量和能量密度要求不高时，钠离子电池是一种划算的替代品。

与锂离子电池相比，钠离子电池具有的优势有：钠盐原材料储量丰富，价格低廉，采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料，原料成本降低一半；由于钠盐特性，允许使用低浓度电解液（同样浓度电解液，钠盐电导率高于锂电解液 20%左右）降低成本；钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体，可以进一步降低成本 8%左右，降低重量 10%左右；由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于 100Wh/kg，可与磷酸铁锂电池相媲美，但是其成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。

钠与锂属于同一主族，具有相似的理化性质，电池充放电原理基本一致。充电时，Na+从正极材料(以NaMnO2 为例)中脱出，经过电解液嵌入负极材料(以硬碳为例)，同时电子通过外电路转移到负极，保持电荷平衡；放电时则相反。与锂离子电池相比，钠离子电池具有以下特点：钠资源丰富，约占地壳元素储量的 2.64%，而且价格低廉，分布广泛。可见，以钠为原料的二次电池在成本上具有极大的优势。而且，钠离子电池正极材料中，层状氧化物具有比容量高、循环稳定性好等优势，是一类具有发展潜力的正极材料。

现有的钠电池电介质的层状氧化物在制备时，一般是通过多次煅烧进行

制备的，但是在煅烧过程中，金属氧化物和钠源的混合物容易存在内外两侧存在温度差的情况，在这种情况下，极易导致内外煅烧效果不均匀，使得后期制作的钠电池的质量不高，稳定性较差。

发明内容

1. 要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种钠电池电解质表面金属氧化层的制备方法，它可以通过气化膜壳的设置，同时配合松散压合的操作，可以有效保证混合物之间的空隙，有效保证其煅烧时内外受热程度更加均匀，便于提高第一次进行煅烧的效率和均匀度，同时在气化膜壳内加压的惰性气体的填充，在煅烧时，固化的热塑性塑料密封层受热熔化并流走，此时半开放壳体侧壁内的加压的惰性气体在高温下从双 Y 形孔向外喷出，进而有效使得气化膜壳内的混合物能够在气流作用下，变得多孔更加松散，便于混合物内部的煅烧更加均匀，进而有效提高后期钠电池的金属氧化层效果更好，进一步提高使用本金属氧化层的钠电池的质量。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种钠电池电解质表面金属氧化层的制备方法，包括以下步骤：

S1、将金属氧化物和钠源按化学计量比混合，混合均匀，放在气化膜壳内进行松散压合，从而预定型，之后再程序升温至所需温度；

S2、然后在惰性气氛中进行第一次煅烧 1.5-4h，获得一次产物； S3、将一次产物的气化膜壳取下，并静置降温；

S4、一次产物研磨后，在惰性气氛下，进行第二次煅烧 10-13h，即得到目标的金属氧化层。