一種鈉離子電池及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種鈉離子電池，包括正極極片、負極極片、非水有機電解液和隔膜。正極極片包括正極活性材料和集流體，正極活性材料為NaXCoO2、NaXMnO2、NaXTiS2、NaXNbS2Cl2、NaXWO3-X、NaXV0.5Cr0.5S、無定形NaXMoS3、NaXTaS2、NaXNi0.5Mn0.5O2、NaVPO4F或Na2FePO4F，負極極片包括負極活性材料和集流體，負極活性材料為MoS2。該鈉離子電池克服了現(xiàn)有技術鈉離子電池難以同時兼顧高嵌鈉容量和良好的動力學特性的缺陷，在保持高容量的同時也具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性，安全性能良好。該鈉離子電池的制備方法簡單易行，原料豐富，成本低廉。
【專利說明】一種鈉離子電池及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及二次電池【技術領域】，特別是涉及一種鈉離子電池及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在眾多的儲能技術中，鋰離子電池由于具有能量密度大、循環(huán)壽命長、重量輕、無污染等優(yōu)點，已被廣泛的用于數(shù)碼相機、智能手機、筆記本電腦等方面。然而，鋰資源的儲量是有限的，且分布不均勻，這成為大規(guī)模發(fā)展儲能電池需要面對的一個問題。
[0003]鈉元素與鋰元素處于同一主族，具有相似的物理化學性質和儲存機制，并且鈉的資源豐富，在地殼中有2.74%的儲量，分布廣泛，提煉成本低。鈉離子電池通常使用鈉基正極(例如含鈉過渡金屬氧化物)和碳負極(例如硬碳)，由非水有機電解質在正負極之間傳輸鈉離子從而進行充放電，基于鈉離子傳導的鈉離子單體能量密度高，無毒可回收，相比鋰離子電池具有更大的競爭優(yōu)勢。但是，現(xiàn)有的鈉離子電池難以同時兼顧高嵌鈉容量和良好的動力學特性。因此，開發(fā)新的鈉離子電池已經(jīng)成為目前二次電池領域的研究熱點。從研究進展來看，開發(fā)鈉離子電池最大的挑戰(zhàn)是沒有合適的負極活性材料，雖然硬碳材料顯示了比較好的綜合性能，可逆容量達到200mAh/g，首周庫侖效率80%以上，循環(huán)也很穩(wěn)定，但是硬碳儲鈉電位接近0V，在快速充電過程中，可能會導致鈉在硬碳表面的沉積和鈉枝晶的生長，從而帶來安全隱患。
【發(fā)明內容】
[0004]有鑒于此，本發(fā)明實施例第一方面提供了一種鈉離子電池，用以解決現(xiàn)有技術中鈉離子電池難以同時兼顧高嵌鈉容量和良好的動力學特性的問題，在保持高容量的同時也具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性，安全性能良好。本發(fā)明實施例第二方面提供了所述鈉離子電池的制備方法。
[0005]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種鈉離子電池，包括:
[0006]正極極片，包括正極活性材料和集流體，所述正極活性材料為NaxCo02、NaxMnO2,NaxTiS2, NaxNbS2Cl2, NaxW03_x、NaxVtl.5Cra5S、無定形 NaxMoS3 或 NaxTaS2，各式中 O < X < 0.5，或者，所述正極活性材料為NaxNitl.5Mn0.502、NaVPO4F或Na2FePO4F,
[0007]負極極片，包括負極活性材料和集流體，所述負極活性材料為MoS2,
[0008]非水有機電解液，包括鈉鹽和有機溶劑，以及
[0009]隔膜。
[0010]其中，負極活性材料為MoS2。MoS2屬于六方晶系，其Mo-S棱面相當多，比表面積大，鑰原子與硫原子通過共價鍵結合形成了 S-Mo-S的三層夾心結構，S-Mo-S單層通過范德華力堆積起來形成了層狀的MoS2。MoS2層間相互作用弱，允許其他原子或分子通過插層引入進來。MoS2的高比表面積和活性材料間的良好連通性等特性使得MoS2具有良好的可逆鈉離子脫嵌性能，具有較高的可逆容量和較好的循環(huán)性能。
[0011 ] 優(yōu)選地，MoS2呈卷曲的納米片層狀，具有絨毛形邊界結構。[0012]負極極片和正極極片除了包括活性材料和集流體，通常還包括粘結劑和導電劑。
[0013]正極活性材料可以為含鈉過渡金屬氧化物，例如NaxCoO2、NaxMnO2或NaxNi0.5Mn0.502，各式中O < X < 0.5，也可以為過渡金屬氟磷酸鈉鹽，例如NaVPO4F或Na2FePO4F,還可以為其他鈉基活性材料。
[0014]優(yōu)選地，所述正極活性材料為NaxMnO2, X的值為0.33或0.44。
[0015]與鋰離子二次電池相似，用于鈉離子電池的非水有機電解液包括鈉鹽和有機溶齊U。所述鈉鹽可以為但不限于 NaPF6、NaClO4, NaAlCl4, NaS03CF3、NaBF4, NaBCl4, NaNo3>NaPOF4' NaSCN、NaCN, NaAsF6' NaCF3CO2' NaSbF6' NaC6H5CO2' Na(CH3)C6H4SO3' NaHSO4 或NaB(C6H5)4。有機溶劑可以為但不限于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC), I, 2- 二甲氧基乙烷(DME)，四氫呋喃(THF)或2-甲基四氫呋喃(2-MTHF)。鈉離子在非水有機電解液中的摩爾濃度為0.5?2mol/L，優(yōu)選為lmol/L。
[0016]隔膜無特殊限定，可以參見常規(guī)鋰離子電池中使用的隔膜。
[0017]本發(fā)明實施例第一方面提供了一種鈉離子電池，克服了現(xiàn)有技術中鈉離子電池難以同時兼顧高嵌鈉容量和良好的動力學特性的缺陷，在保持高容量的同時也具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性，安全性能良好。
[0018]第二方面，本發(fā)明實施例提供了的一種鈉離子電池的制備方法，包括以下步驟:
[0019]取正極活性材料、導電劑、粘結劑和有機溶劑，混合、攪拌，制得正極漿料，將正極漿料涂布在集流體上，烘干、輥壓后制得正極極片，所述正極活性材料為NaxCo02、NaxMnO2,NaxTiS2, NaxNbS2Cl2, NaxW03_x、NaxVtl.5Cra5S、無定形 NaxMoS3 或 NaxTaS2，各式中 O < X < 0.5，或者，所述正極活性材料為NaxNitl.5Mn0.502、NaVPO4F或Na2FePO4F ；
[0020]取負極活性材料、導電劑、粘結劑和有機溶劑，混合、攪拌，制得負極漿料，將負極漿料涂布在集流體上，烘干、輥壓后制得負極極片，所述負極活性材料為MoS2 ；
[0021]將正極極片、負極極片以及隔膜依次用卷繞機層疊卷繞成卷狀的電芯，將得到的電芯放入一端開口的殼體中，注入非水有機電解液，密封后制成鈉離子電池。
[0022]其中，負極活性材料為MoS2。MoS2屬于六方晶系，其Mo-S棱面相當多，比表面積大，鑰原子與硫原子通過共價鍵結合形成了 S-Mo-S的三層夾心結構，S-Mo-S單層通過范德華力堆積起來形成了層狀的MoS2。MoS2層間相互作用弱，允許其他原子或分子通過插層引入進來。MoS2的高比表面積和活性材料間的良好連通性等特性使得MoS2具有良好的可逆鈉離子脫嵌性能，具有較高的可逆容量和較好的循環(huán)性能。
[0023]優(yōu)選地，MoS2呈卷曲的納米片層狀，具有絨毛形邊界結構。
[0024]負極極片和正極極片除了包括活性材料和集流體，通常還包括粘結劑和導電劑。
[0025]正極活性材料可以為含鈉過渡金屬氧化物，例如NaxCoO2、NaxMnO2或NaxNia5Mna5O2,也可以為過渡金屬氟磷酸鈉鹽，例如NaVPO4F或Na2FePO4F，還可以為其他鈉基活性材料。
[0026]優(yōu)選地，所述正極活性材料為NaxMnO2, X的值為0.33或0.44。
[0027]與鋰離子二次電池相似，用于鈉離子電池的非水有機電解液包括鈉鹽和有機溶齊U。所述鈉鹽可以為但不限于 NaPF6、NaClO4, NaAlCl4, NaS03CF3、NaBF4, NaBCl4, NaNo3>NaPOF4' NaSCN、NaCN, NaAsF6' NaCF3CO2' NaSbF6' NaC6H5CO2' Na(CH3)C6H4SO3' NaHSO4 或NaB(C6H5)4。有機溶劑可以為但不限于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、四氫呋喃(THF)或2-甲基四氫呋喃(2-MTHF)。鈉離子在非水有機電解液中的摩爾濃度為0.5?2mol/L，優(yōu)選為lmol/L。
[0028]隔膜無特殊限定，可以參見常規(guī)鋰離子電池中使用的隔膜。
[0029]本發(fā)明實施例第二方面提供的一種鈉離子電池的制備方法簡單易行，原料豐富，成本低廉，制得的鈉離子電池在具有高容量的同時也具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性，安全性能良好。
[0030]本發(fā)明實施例的優(yōu)點將會在下面的說明書中部分闡明，一部分根據(jù)說明書是顯而易見的，或者可以通過本發(fā)明實施例的實施而獲知。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中負極活性材料MoS2的場發(fā)射掃描電鏡照片；
[0032]圖2為本發(fā)明【具體實施方式】中負極活性材料MoS2的透射電鏡照片；
[0033]圖3為本發(fā)明【具體實施方式】中負極活性材料MoS2的X射線衍射圖；
[0034]圖4為本發(fā)明【具體實施方式】模擬電池中負極活性材料MoS2的恒流充放電曲線。
【具體實施方式】
[0035]以下所述是本發(fā)明實施例的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明實施例原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明實施例的保護范圍。
[0036]本發(fā)明實施例第一方面提供了一種鈉離子電池，用以解決現(xiàn)有技術中鈉離子電池難以同時兼顧高嵌鈉容量和良好的動力學特性的問題，在保持高容量的同時也具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性，安全性能良好。本發(fā)明實施例第二方面提供了所述鈉離子電池的制備方法。
[0037]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種鈉離子電池，包括:
[0038]正極極片，包括正極活性材料和集流體，所述正極活性材料為NaxCo02、NaxMnO2,NaxTiS2, NaxNbS2Cl2, NaxW03_x、NaxVtl.5Cra5S、無定形 NaxMoS3 或 NaxTaS2，各式中 O < X < 0.5，或者，所述正極活性材料為NaxNitl.5Mn0.502、NaVPO4F或Na2FePO4F,
[0039]負極極片，包括負極活性材料和集流體，所述負極活性材料為MoS2,
[0040]非水有機電解液，包括鈉鹽和有機溶劑，以及
[0041]隔膜。
[0042]其中，負極活性材料為MoS2。MoS2屬于六方晶系，其Mo-S棱面相當多，比表面積大，鑰原子與硫原子通過共價鍵結合形成了 S-Mo-S的三層夾心結構，S-Mo-S單層通過范德華力堆積起來形成了層狀的MoS2。MoS2層間相互作用弱，允許其他原子或分子通過插層引入進來。MoS2的高比表面積和活性材料間的良好連通性等特性使得MoS2具有良好的可逆鈉離子脫嵌性能，具有較高的可逆容量和較好的循環(huán)性能。
[0043]MoS2呈卷曲的納米片層狀，具有絨毛形邊界結構。
[0044]負極極片和正極極片除了包括活性材料和集流體，通常還包括粘結劑和導電劑。
[0045]正極活性材料可以為含鈉過渡金屬氧化物，例如NaxCoO2、NaxMnO2或NaxNia5Mna5O2,也可以為過渡金屬氟磷酸鈉鹽，例如NaVPO4F或Na2FePO4F，還可以為其他鈉基活性材料。[0046]所述正極活性材料為NaxMnO2, X的值為0.33或0.44。
[0047]與鋰離子二次電池相似，用于鈉離子電池的非水有機電解液包括鈉鹽和有機溶齊U。所述鈉鹽可以為但不限于 NaPF6、NaClO4, NaAlCl4, NaS03CF3、NaBF4, NaBCl4, NaNo3>NaPOF4' NaSCN、NaCN, NaAsF6' NaCF3CO2' NaSbF6' NaC6H5CO2' Na(CH3)C6H4SO3' NaHSO4 或NaB(C6H5)4。有機溶劑可以為但不限于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC), I, 2- 二甲氧基乙烷(DME)，四氫呋喃(THF)或2-甲基四氫呋喃(2-MTHF)。鈉離子在非水有機電解液中的摩爾濃度為0.5?2mol/L，優(yōu)選為lmol/L。
[0048]隔膜無特殊限定，可以為常規(guī)鋰離子電池中使用的隔膜。
[0049]本發(fā)明實施例第一方面提供了一種鈉離子電池，克服了現(xiàn)有技術中鈉離子電池難以同時兼顧高嵌鈉容量和良好的動力學特性的缺陷，在保持高容量的同時也具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性，安全性能良好。
[0050]第二方面，本發(fā)明實施例提供了的一種鈉離子電池的制備方法，包括以下步驟:
[0051]取正極活性材料、導電劑、粘結劑和有機溶劑，混合、攪拌，制得正極漿料，將正極漿料涂布在集流體上，烘干、輥壓后制得正極極片，所述正極活性材料為NaxCo02、NaxMnO2,NaxTiS2, NaxNbS2Cl2, NaxW03_x、NaxVtl.5Cra5S、無定形 NaxMoS3 或 NaxTaS2，各式中 O < X < 0.5，或者，所述正極活性材料為NaxNitl.5Mn0.502、NaVPO4F或Na2FePO4F ；
[0052]取負極活性材料、導電劑、粘結劑和有機溶劑，混合、攪拌，制得負極漿料，將負極漿料涂布在集流體上，烘干、輥壓后制得負極極片，所述負極活性材料為MoS2 ；
[0053]將正極極片、負極極片以及隔膜依次用卷繞機層疊卷繞成卷狀的電芯，將得到的電芯放入一端開口的殼體中，注入非水有機電解液，密封后制成鈉離子電池。
[0054]其中，負極活性材料為MoS2。MoS2屬于六方晶系，其Mo-S棱面相當多，比表面積大，鑰原子與硫原子通過共價鍵結合形成了 S-Mo-S的三層夾心結構，S-Mo-S單層通過范德華力堆積起來形成了層狀的MoS2。MoS2層間相互作用弱，允許其他原子或分子通過插層引入進來。MoS2的高比表面積和活性材料間的良好連通性等特性使得MoS2具有良好的可逆鈉離子脫嵌性能，具有較高的可逆容量和較好的循環(huán)性能。
[0055]MoS2呈卷曲的納米片層狀，具有絨毛形邊界結構。
[0056]負極極片和正極極片除了包括活性材料和集流體，通常還包括粘結劑和導電劑。
[0057]正極活性材料可以為含鈉過渡金屬氧化物，例如NaxCoO2、NaxMnO2或NaxNi0.5Mn0.502，各式中O < X < 0.5，也可以為過渡金屬氟磷酸鈉鹽，例如NaVPO4F或Na2FePO4F,還可以為其他鈉基活性材料。
[0058]所述正極活性材料為NaxMnO2, X的值為0.33或0.44。
[0059]與鋰離子二次電池相似，用于鈉離子電池的非水有機電解液包括鈉鹽和有機溶齊U。所述鈉鹽可以為但不限于 NaPF6、NaClO4, NaAlCl4, NaS03CF3、NaBF4, NaBCl4, NaNo3>NaPOF4' NaSCN、NaCN, NaAsF6' NaCF3CO2' NaSbF6' NaC6H5CO2' Na(CH3)C6H4SO3' NaHSO4 或NaB(C6H5)4。有機溶劑可以為但不限于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、四氫呋喃(THF)或2-甲基四氫呋喃(2-MTHF)。鈉離子在非水有機電解液中的摩爾濃度為0.5?2mol/L，優(yōu)選為lmol/L。
[0060]隔膜無特殊限定，可以為常規(guī)鋰離子電池中使用的隔膜。
[0061]本發(fā)明實施例第二方面提供的一種鈉離子電池的制備方法簡單易行，原料豐富，成本低廉，制得的鈉離子電池在具有高容量的同時也具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性，安全性能良好。
[0062]實施例一
[0063]一種鈉離子電池的制備方法，包括以下步驟:
[0064]MoS2 的合成:
[0065]將2mmol的Na2MoO4和6mmol的CH3CSNH2加入到30mL的蒸懼水中形成混合溶液。然后在攪拌的情況下向混合溶液中滴加lOmol/L的HCl把混合溶液的pH值調到小于I。將混合溶液轉移到聚四氟乙烯內膽的不銹鋼水熱釜中在240° C加熱36h。反應釜冷卻到室溫后，將得到的沉淀過濾，用蒸餾水反復洗滌，然后氬氣保護下將沉淀物在400° C加熱處理2h，制得MoS2。在處理前，管式爐預抽真空，并填充上常壓的純氬氣。
[0066]在JSM-7401F場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和JEM-2010F透射電鏡(TEM)上進行MoS2產(chǎn)物尺寸和形貌的表征。JSM-7401F場發(fā)射掃描電鏡的工作電壓為200kV。圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中負極活性材料MoS2的場發(fā)射掃描電鏡照片,如圖1所不，很多的0.5-1.5 μ m大小，邊緣厚度約10-20nm的薄片卷曲糾纏在一起形成了有很多具有絨毛形邊界的結構，這種結構形成的主要原因是MoS2納米片層很薄而且柔軟，容易變形。圖2為本發(fā)明【具體實施方式】中負極活性材料MoS2的透射電鏡照片，如圖2所示，MoS2納米片層邊緣很薄而且經(jīng)常發(fā)生卷曲，這與FESEM觀察的結果是一致的。
[0067]MoS2納米片層的粉末X射線衍射(XRD)表征是在德國Bruker D8_advance X射線衍射儀上進行的，X射線是單色的Cukq輻射線('/ = 1.541 8人)。2 Θ掃描角度從10到70°，步長0.02°。圖3為本發(fā)明【具體實施方式】中負極活性材料MoS2的X射線衍射圖，如圖3所示，所有的衍射峰都可以指標為六方結構的MoS2，其空間群為P63/mmc，晶格常數(shù)為a=3.161 A,c=12.299 A (JCPDS卡號:37-1492)，其中(002)峰的信號非常突出，顯示產(chǎn)物具有堆積很好的層狀結構。用能量色散X射線光譜儀EDX對單個MoS2的元素組成進行了分析，結果證實產(chǎn)物中S與Mo元素的摩爾比接近2:1。
[0068]非水有機電解液的配制:
[0069]向攪拌器中加入500克碳酸乙烯酯(EC)、500克碳酸二甲酯(DMC)和500克碳酸二乙酯(DEC)混合配成非水有機溶劑，將200克鈉鹽NaPF6于非水有機溶劑中，攪拌。
[0070]將正極活性材料Naa44Μη02、導電劑乙炔黑和粘結劑偏氟乙烯PVDF粉末材料按照質量比80:10:10進行混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液，攪拌2h，制備成正極漿料，最后將正極漿料涂覆在鋁集流體兩面，經(jīng)過110°C烘干，輥軋，制成鈉離子二次電池正極片。
[0071 ] 取負極活性材料MoS2、導電劑乙炔黑和粘結劑偏氟乙烯PVDF粉末材料按照質量比80:10:10進行混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液，混合、攪拌，制得負極漿料，將負極漿料涂布在銅集流體上，烘干、輥壓后制得負極極片，所述負極活性材料為MoS2 ；
[0072]將正極極片、負極極片以及隔膜依次用卷繞機層疊卷繞成卷狀的電芯，將得到的電芯放入一端開口的殼體中，注入非水有機電解液，密封后制成鈉離子電池。
[0073]制得的一種鈉離子電池，包括:
[0074]正極極片，包括正極活性材料Natl.44Μη02和鋁集流體，
[0075]負極極片，包括負極活性材料MoS2和銅集流體，[0076]非水有機電解液，包括鈉鹽NaPF6和有機溶劑(500克EC、500克DMC和500克DEC)，以及
[0077]聚丙烯和聚乙烯組成的復合隔膜。
[0078]實施例二
[0079]一種鈉離子電池，包括:
[0080]正極極片，包括正極活性材料Natl.5Co02和鋁集流體，
[0081 ] 負極極片，包括負極活性材料MoS2和銅集流體，
[0082]非水有機電解液，包括鈉鹽NaClO4和有機溶劑(500克EC、500克DMC和500克DEC),以及
[0083]聚丙烯和聚乙烯組成的復合隔膜。
[0084]其制備方法同實施例一的鈉離子二次電池的制作方法，區(qū)別僅在于正極活性材料和鈉鹽不一樣。
[0085]實施例三
[0086]一種鈉離子電池，包括:
[0087]正極極片，包括正極活性材料Na。.5Ni0.5Mn0.502和鋁集流體，
[0088]負極極片，包括負極活性材料MoS2和銅集流體，
[0089]非水有機電解液，包括鈉鹽NaCF3CO2和有機溶劑(500克EC、500克DMC和500克DEC),以及
[0090]聚丙烯和聚乙烯組成的復合隔膜。
[0091]其制備方法同實施例一的鈉離子二次電池的制作方法，區(qū)別僅在于正極活性材料和鈉鹽不一樣。
[0092]實施例四
[0093]一種鈉離子電池，包括:
[0094]正極極片，包括正極活性材料無定形Naa5MoS3和鋁集流體，
[0095]負極極片，包括負極活性材料MoS2和銅集流體，
[0096]非水有機電解液，包括鈉鹽NaSO3CF3和有機溶劑(500克EC、500克DMC和500克DEC),以及
[0097]聚丙烯和聚乙烯組成的復合隔膜。
[0098]其制備方法同實施例一的鈉離子二次電池的制作方法，區(qū)別僅在于正極活性材料和鈉鹽不一樣。
[0099]實施例五
[0100]一種鈉離子電池，包括:
[0101 ] 正極極片，包括正極活性材料NaVPO4F和鋁集流體，
[0102]負極極片，包括負極活性材料MoS2和銅集流體，
[0103]非水有機電解液，包括鈉鹽NaB (C6H5) 4和有機溶劑(500克EC、500克DMC和500克DEC),以及
[0104]聚丙烯和聚乙烯組成的復合隔膜。
[0105]其制備方法同實施例一的鈉離子二次電池的制作方法，區(qū)別僅在于正極活性材料和鈉鹽不一樣。[0106]效果實施例
[0107]電化學測試采用兩電極體系的模擬電池進行，將負極活性材料MoS2與乙炔黑、偏氟乙烯(PVDF)按80:10:10的重量比均勻混合，涂覆成工作電極，以相同直徑的純鈉片為對電極，200g NaPF6/EC+DMC+DEC (同上均為500g)為非水有機電解液，在充滿氬氣的手套箱中裝配成測試電池。采用Roofer電池測試系統(tǒng)在室溫下以20mA g—1電流密度進行充放，在
2.5-0.5V范圍內對MoS2的充放電容量，循環(huán)壽命和容量保持率進行測試。
[0108]圖4為本發(fā)明【具體實施方式】模擬電池中負極活性材料MoS2的恒流充放電曲線，從圖4中可以看出，MoS2的嵌鈉可逆容量為203mAh g'本發(fā)明【具體實施方式】模擬電池中負極活性材料MoS2的循環(huán)性能參見表1。
[0109]表1.本發(fā)明【具體實施方式】模擬電池中負極活性材料MoS2的循環(huán)性能
[0110]
【權利要求】
1.一種鈉離子電池，其特征在于，包括: 正極極片，包括正極活性材料和集流體，所述正極活性材料為NaxCoO2、NaxMnO2、NaxTiS2, NaxNbS2Cl2, NaxW03_x、NaxVtl.5Cra5S、無定形 NaxMoS3 或 NaxTaS2，各式中 O < X < 0.5，或者，所述正極活性材料為NaxNitl.5Mn0.502、NaVPO4F或Na2FePO4F, 負極極片，包括負極活性材料和集流體，所述負極活性材料為MoS2, 非水有機電解液，包括鈉鹽和有機溶劑，以及 隔膜。
2.如權利要求1所述的一種鈉離子電池，其特征在于，所述MoS2呈卷曲的納米片層狀，具有絨毛形邊界結構。
3.如權利要求1所述的一種鈉離子電池，其特征在于，所述正極活性材料為NaxMnO2,X的值為0.33或0.44。
4.如權利要求1所述的一種鈉離子電池，其特征在于，所述鈉鹽為NaPF6、NaClO4,NaAlCl4, NaSO3CF3' NaBF4, NaBCl4, NaNo3、NaPOF4, NaSCN, NaCN, NaAsF6, NaCF3CO2, NaSbF6,NaC6H5CO2、Na (CH3) C6H4SO3' NaHSO4 或 NaB (C6H5) 4。
5.如權利要求1所述的一種鈉離子電池，其特征在于，所述鈉離子在非水有機電解液中的摩爾濃度為0.5?2mol/L。
6.一種鈉離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 取正極活性材料、導電劑、粘結劑和有機溶劑，混合、攪拌，制得正極漿料，將正極漿料涂布在集流體上，烘干、輥壓后制得正極極片，所述正極活性材料為NaxCo02、NaxMnO2,NaxTiS2, NaxNbS2Cl2, NaxW03_x、NaxVtl.5Cra5S、無定形 NaxMoS3 或 NaxTaS2，各式中 O < X < 0.5，或者，所述正極活性材料為NaxNitl.5Mn0.502、NaVPO4F或Na2FePO4F ； 取負極活性材料、導電劑、粘結劑和有機溶劑，混合、攪拌，制得負極漿料，將負極漿料涂布在集流體上，烘干、輥壓后制得負極極片，所述負極活性材料為MoS2 ； 將正極極片、負極極片以及隔膜依次用卷繞機層疊卷繞成卷狀的電芯，將得到的電芯放入一端開口的殼體中，注入非水有機電解液，密封后制成鈉離子電池。
7.如權利要求6所述的一種鈉離子電池的制備方法，其特征在于，所述MoS2呈卷曲的納米片層狀，具有絨毛形邊界結構。
8.如權利要求6所述的一種鈉離子電池的制備方法，其特征在于，所述正極活性材料為 NaxMnO2, X 的值為 0.33 或 0.44。
9.如權利要求6所述的一種鈉離子電池的制備方法，其特征在于，所述鈉鹽為NaPF6、NaClO4' NaAlCl4' NaSO3CF3' NaBF4' NaBCl4' NaNo3> NaPOF4' NaSCN, NaCN, NaAsF6' NaCF3CO2,NaSbF6, NaC6H5CO2, Na (CH3) C6H4SO3' NaHSO4 或 NaB (C6H5) 4。
10.如權利要求6所述的一種鈉離子電池的制備方法，其特征在于，所述鈉離子在非水有機電解液中的摩爾濃度為0.5?2mol/L。
【文檔編號】H01M4/48GK104009252SQ201310061292
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權日:2013年2月27日
【發(fā)明者】王強 申請人:華為技術有限公司