一种在钠离子电池正极材料匀浆过程中二次造粒的方法与流程

本发明属于钠离子电池，尤其涉及一种在钠离子电池正极材料匀浆过程中二次造粒的方法。

背景技术：

1、钠离子电池作为一种可持续的能源储存解决方案，因原料广泛和成本较低而备受关注。虽然钠离子电池在理论上具备广泛应用的潜力，但其在实际生产过程中仍面临许多技术挑战，电极材料是钠离子电池性能的重要组成部分，也是其最大的成本来源，所以开发高性价比的电极材料对钠离子电池的大规模商业化应用至关重要。普鲁士蓝作为一种有效的钠离子电池正极材料之一，其颗粒大小在匀浆过程中的控制尤为关键。

2、传统的钠离子电池正极材料匀浆技术中，较大粒径的普鲁士蓝颗粒会延长钠离子和电子的迁移路径，从而降低其充放电速率。此外，传统的湿法制浆工艺中，较大粒径的普鲁士蓝在烘干后易受环境的影响，颗粒易吸水受潮，增加浆料黏度，进而导致涂布困难，影响极片面密度均匀性以及电池性能的一致性。

3、虽然现有技术尝试通过在合成过程中就对普鲁士蓝进行形貌和粒径的调控，如控制晶体大小和形态以减少颗粒间裂纹和断裂来解决这些问题，但这些方法往往操作复杂、成本高且难以大规模实施。尤其是单晶普鲁士蓝的制备，虽然能够提高电池的循环寿命和稳定性，但其生产过程的复杂性和高成本限制了其在工业生产中的应用。

技术实现思路

1、基于此，针对以上问题，本申请提供一种在匀浆过程中二次造粒的方法，不仅能够显著减小颗粒大小，还能通过改进的匀浆技术，有效解决由颗粒大小引起的电化学性能降低和生产困难的问题。

2、为了实现本发明的上述目的，采用以下技术方案：

3、s1：将正极材料、粘结剂和锆珠加入行星式脱泡搅拌机中初步混匀；

4、s2：在步骤s1所得粉料中加入导电剂、去离子水，使用行星式脱泡搅拌机使粉料与导电剂初步混合；

5、s3：调节行星式脱泡搅拌机的转速使浆料搅拌均匀；

6、s4：将甘油加入s3所得浆料后，使用行星式脱泡搅拌机搅拌；

7、s5：调节行星式脱泡搅拌机的转速对浆料进行脱泡处理。

8、步骤s1中，所述混匀包括搅拌处理。

9、优选地，所述搅拌处理的公转速率为1000-2000rpm，自传速率为900-1800rpm，搅拌处理的时间为60-180s。

10、进一步地，步骤s1中，包括以下特征(1)-(3)中的至少一种；

11、（1）所述粘结剂包括但不限于聚丙烯酸；

12、（2）所述锆珠质量1-10g；

13、（3）所述锆珠数量为1-10。

14、步骤s2中，所述搅拌处理的公转速率为500-1000rpm，自传速率为450-900rpm，搅拌处理的时间为10-100s。

15、进一步地，步骤s2中，包括以下特征(1)-(3)中的至少一种；

16、(1)所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯、科琴黑、super-p（sp）、乙炔黑（ab）中一种的任意一种或至少两种的组合；

17、(2)所述去离子调控浆料的固含量为30％-45％。

18、步骤s3中，所述搅拌处理的公转速率为1200-1700rpm，自传速率为600-1000rpm，搅拌处理的时间为240s。

19、步骤s4中，所述甘油质量为10-100mg。

20、优选地，所述搅拌处理的公转速率为1200-1700rpm，自传速率为1200-1500rpm，搅拌处理的时间为200-400s。

21、步骤s5中，脱泡处理的公转速率为1200-1700rpm，自传速率为0-100rpm，脱泡处理的时间为100-200s。

22、本发明的有益之处在于：

23、本发明提供的正极材料匀浆过程中二次造粒的方法，通过在匀浆过程中添加锆珠并进行多次搅拌，不仅显著提高了正极材料的匀浆效果，还通过二次造粒减小了材料的颗粒大小，从而有效提高了倍率性能和循环性能。此外，本发明的匀浆方法简化了生产流程，降低了生产成本，有利于钠离子电池的大规模生产和应用。

技术特征：

1.一种在钠离子电池正极材料匀浆过程中二次造粒的方法，其特征在于：包括如下步骤：s1，将正极材料、粘结剂加入行星式脱泡搅拌机后，再加入不同直径或不同数量的锆珠进行第一次搅拌，完成初次造粒；s2，在步骤s1所得粉料中加入导电剂以及去离子水调控浆料的固含量，使用机械化学的方法改变材料粒径；s3，将甘油加入s2所得的混合浆料后，使用行星式脱泡搅拌机继续进行机械搅拌10-20min，完成二次造粒。

2.根据权利要求1所述的一种在钠离子电池正极材料匀浆过程中二次造粒的方法，其特征在于：锆珠质量为1-10g；所述锆珠数量为1-10。

3.根据权利要求1所述的一种在钠离子电池正极材料匀浆过程中二次造粒的方法，其特征在于：导电剂包括碳纳米管、石墨烯、科琴黑、super-p（sp）、乙炔黑（ab）的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种在钠离子电池正极材料匀浆过程中二次造粒的方法，其特征在于：去离子水调控浆料的固含量为30％-45％。

5.根据权利要求1所述的一种在钠离子电池正极材料匀浆过程中二次造粒的方法，其特征在于，甘油加入质量占比为0.1%-2%。

技术总结
本发明提供了一种在钠离子电池正极材料匀浆过程中二次造粒的方法，包括如下步骤：S1，将正极材料、粘结剂按照一定的比例加入行星式脱泡搅拌机后，再加入不同直径或不同数量的锆珠进行第一次搅拌，完成初次造粒；S2，在步骤S1所得粉料中加入导电剂以及去离子水调控浆料的固含量，使用机械化学的方法改变材料粒径；S3，将甘油加入S2所得的混合浆料后，使用行星式脱泡搅拌机继续进行机械搅拌10‑20min，完成二次造粒。优点在于，本发明提供的正极材料匀浆过程中二次造粒的方法，通过在匀浆过程中添加锆珠并进行多次搅拌，不仅显著提高了正极材料的匀浆效果，还通过二次造粒减小了材料的颗粒大小，从而有效提高了倍率性能和循环性能。此外，本发明的匀浆方法简化了生产流程，降低了生产成本，有利于钠离子电池的大规模生产和应用。

技术研发人员：李丽,侴术雷,高云,周博奥
受保护的技术使用者：温州钠术新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5