隔膜及其制备方法和钠离子电池与流程

本发明涉及电池材料制备，具体而言，涉及隔膜及其制备方法和钠离子电池。

背景技术：

1、钠离子电池是以层状氧化物（如镍铁锰氧化物和铜铁锰氧化物为主）材料、普鲁士蓝类似物（如铁基普鲁士白等）材料、聚阴离子（如硫酸铁钠、磷酸铁钠等）作为正极，碳材料（如硬碳、软碳）作为负极的电池，主要以酯类和醚类作为溶剂，加入na+金属盐（如氟钠盐、硼钠盐和高氯酸盐等）电解质以及多种添加剂（如成膜类、阻燃类和过充保护类等），形成电解液。虽然聚阴离子材料（硫酸铁钠）具有成本低廉、安全性高和循环寿命较长等优点，但是其自身充电时fe3+的溶出成为了一个不可避免的难题，以及钠枝晶的不均匀沉积更加速了电池的容量衰减和短路。

2、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供隔膜及其制备方法和钠离子电池，旨在改善背景技术提到的至少一个问题。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种隔膜的制备方法，包括：

4、将甲磺酸去铁胺、羧基化纤维素和水混合得到待反应液；

5、加热待反应液的温度为60~80℃，反应0.5~2h使部分羟基和羧基完成酯化反应得到中间浆料，向中间浆料中加入碱剂调节ph为7~10获得含有改性羧基化纤维素的浆料；

6、将含有改性羧基化纤维素的浆料涂布至基膜表面，烘干得到具有改性涂层的隔膜；

7、改性涂层的厚度不超过10μm。

8、在可选的实施方式中，甲磺酸去铁胺和羧基化纤维素的质量比为1:4~12。

9、在可选的实施方式中，水的质量与甲磺酸去铁胺的质量比为8~12:1。

10、在可选的实施方式中，碱剂为碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中至少一种配置的水溶液。

11、在可选的实施方式中，加热待反应液的方式为水浴加热。

12、在可选的实施方式中，基膜为pp膜。

13、在可选的实施方式中，烘干温度为100~110℃。

14、第二方面，本发明提供一种隔膜，采用本发明实施例提供的制备方法制得。

15、第三方面，本发明提供一种钠离子电池，电池的正极活性材料包括含铁聚阴离子化合物，电池的隔膜为如前述实施方式的隔膜。

16、可选地，含铁聚阴离子化合物选自硫酸铁钠和磷酸铁钠中至少一种。

17、本发明具有以下有益效果：

18、本发明提供的制备方法制备过程中，反应得到的改性羧基化纤维素的浆料中成分为甲磺酸去铁胺、羧基化纤维素以及甲磺酸去铁胺和羧基化纤维素酯化反应后的产物；甲磺酸去铁胺和羧基化纤维素混合反应，使部分羟基和羧基酯化，相当于将部分氨基和磺酰基接枝到了羧基化纤维素上，提高了这部分甲磺酸去铁胺在基膜表面结合的稳定性。将该浆料涂布到基膜表面，由于改性涂层中通过甲磺酸去铁胺带来了氨基和磺酰基，使隔膜具有铁离子捕捉能力，这有利于减少fe3+在负极的沉积和均匀na+在负极的沉积，使该隔膜装配获得的电池具有较高的安全性和循环性能。由于部分甲磺酸去铁胺和羧基化纤维素酯化后具有较大的分子量，其涂布在基膜表面提高了基膜的强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性等性；而羧基化纤维素本身作为增稠剂，粘结剂和成膜剂，该方法在工业上也较好实现。

19、因此，本发明提供的隔膜具有好的强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性、安全性和循环性。

技术特征：

1.一种隔膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，甲磺酸去铁胺和羧基化纤维素的质量比为1:4~12。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水的质量与所述甲磺酸去铁胺的质量比为8~12:1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱剂为碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中至少一种配置的水溶液。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，加热所述待反应液的方式为水浴加热。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基膜为pp膜。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，烘干温度为100~110℃。

8.一种隔膜，其特征在于，采用如权利要求1~7任一项所述的制备方法制得。

9.一种钠离子电池，其特征在于，所述电池的正极活性材料包括含铁聚阴离子化合物，所述电池的隔膜为如权利要求8所述的隔膜。

10.根据权利要求9所述的钠离子电池，其特征在于，所述含铁聚阴离子化合物选自硫酸铁钠和磷酸铁钠中至少一种。

技术总结本发明涉及电池材料技术领域，公开了一种隔膜及其制备方法和钠离子电池。隔膜的制备方法，包括：将甲磺酸去铁胺、羧基化纤维素和水混合得到待反应液；加热所述待反应液的温度为60~80℃，反应0.5~2h使部分羟基和羧基完成酯化反应得到中间浆料，向所述中间浆料中加入碱剂调节pH为7~10获得含有所述改性羧基化纤维素的浆料；将含有改性羧基化纤维素的浆料涂布至基膜表面，烘干得到具有改性涂层的隔膜；所述改性涂层的厚度不超过10μm。隔膜，采用上述制备方法制得。钠离子电池，包括上述隔膜。本发明提供的隔膜具有铁离子捕获能力，能使得钠枝晶能够更均匀沉积，具有较高安全性和循环性。技术研发人员：周世昊,李享,张伟清,杨庆亨受保护的技术使用者：江苏中兴派能电池有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29