本发明涉及钠离子电池，更具体地，涉及一种倍率型钠离子电池用功能化添加剂、负极浆料、负极极片和钠离子电池。
背景技术：
1、电池的性能与正极片、负极片、隔膜和电解液密切相关，尤其是正负极极片对电池的整体性能起关键作用。负极片主要由集流体和涂布在集流体上负极浆料干燥得到，负极浆料中包括负极活性物质、导电剂、粘接剂和溶剂。而优异的导电剂需要具备高电导率以提高电子的迁移速率来提高电池的循环性能。目前，锂离子电池常用的导电剂有炭黑、导电石墨、碳纤维等，但这些导电剂的电导率较差，一般需要以石墨烯、碳纳米管作为功能添加剂与常规导电剂一起来改善导电剂的电导率，或者直接采用石墨烯、碳纳米管作为导电剂使用，从而提高锂离子电池的循环性能。
2、但是，锂元素资源有限，且分布不均，导致其价格不断攀升，因此急需非锂系电池作为补充；而钠资源储量丰富，低成本低廉，受到越来越多人的关注。钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理，但钠离子的半径较大，在高倍率充放电过程中，难以快速及时地在负极材料(硬碳或软碳)中扩散迁移，导致钠离子电池的倍率性能较差，而现有常规功能添加剂(石墨烯或碳纳米管)又无法解决该问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有钠离子负极电子导电率较差、钠离子扩散速率较低的缺陷和不足，提供一种应用于倍率型钠离子电池的功能化添加剂。
2、本发明的又一目的在于提供一种倍率型钠离子电池用电池负极浆料。
3、本发明的另一目的是提供一种倍率型钠离子电池用电池负极浆料的制备方法。
4、本发明的又一目的在于提供一种由上述倍率型钠离子电池用电池负极浆料制得的负极极片。
5、本发明的又一目的在于提供一种包含上述负极极片的钠离子电池。
6、本发明上述目的通过以下技术方案实现：
7、本发明保护一种应用于倍率型钠离子电池的功能化添加剂，该功能化添加剂由含有羧基或羟基的碳材料与碱性钠化合物反应得到；和/或，由含有羧基的碳材料与含有氨基和磺酸基有机钠盐酰胺缩合反应得到。
8、上述功能化添加剂由碳材料经过na+改性得到，碳材料含有大量的含氧官能团(例如-cooh或-oh)，不仅可与碱性钠化合物发生中和反应形成-coona或-ona，在发挥补钠作用的同时增加钠离子传导，从而提高钠离子电池的容量；还可以与含有氨基和磺酸基官能团的烷烃类有机钠盐发生酰胺缩合反应，在碳材料表面接枝电负性较大的磺酸基团，进一步提高钠离子的迁移速率，促进电化学反应的动力学过程，进而提升钠离子电池的倍率性能。
9、还需要说明的是，上述碱性钠化合物是指能够与碳材料上的羧基或羟基发生反应生成-coona或-ona的物质。
10、具体地，所述含有羧基或羟基的碳材料为氧化石墨烯、氧化碳纳米管和氧化碳纤维中的一种或几种。可选地，氧化碳纳米管为氧化单璧碳纳米管和/或氧化多壁碳纳米管。
11、具体地，所述碱性钠化合物为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和乙醇钠中的一种或几种。可选地，所述有机钠盐为氨基苯磺酸钠和/或间氨基苯磺酸钠。
12、具体地，所述含有羧基或羟基的碳材料与碱性钠化合物的质量比为1:(0.5～1.2)，反应温度为50～60℃。
13、本发明还保护一种倍率型钠离子电池用电池负极浆料，包括负极活性物质、增稠剂、导电剂、粘接剂和上述功能化添加剂。
14、具体地，按负极活性物质、增稠剂、导电剂、粘接剂和功能化添加剂的总质量分数为100％计，所述功能化添加剂的质量分数为0.1％～1％。
15、本发明通过调控钠离子电池负极浆料中功能化添加剂与其他组分的配比关系，可以更好地同时提升电子传导和离子传导，从而显著改善钠离子电池的倍率性能。
16、优选地，所述功能化添加剂的质量分数为0.1％～0.5％。更优选地，质量分数为0.25％～0.5％。
17、具体地，所述氧化石墨烯可以通过改良的hummer法制得，所述氧化碳纳米管或氧化碳纤维则可采用混酸氧化法制备得到。
18、在具体实施方式中，所述负极活性物质、增稠剂、导电剂和粘接剂的质量比为(92～95):(0～2):(1～3):(2～3)。
19、可选地，所述负极活性物质为无定形碳；所述增稠剂为羧甲基纤维素。
20、具体地，所述导电剂为导电石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、碳纤维和石墨烯中的一种或几种；所述粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸酯类树脂、海藻酸钠、聚酰亚胺类树脂、聚丙烯腈类树脂中的至少一种。
21、本发明还保护一种上述倍率型钠离子电池用电池负极浆料的制备方法，包括以下步骤：
22、将负极活性物质、增稠剂、导电剂、粘接剂、功能化添加剂与有机溶剂混合均匀形成固含量为40％～55％的混合物，即得倍率型钠离子电池用电池负极浆料。
23、一种负极极片，包括集流体和负极活性层，所述负极活性层由上述倍率型钠离子电池用电池负极浆料制备得到。
24、一种包括上述的负极极片钠离子电池，也在本发明的保护范围之内。
25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26、本发明提供了一种新的功能化添加剂，由含有羧基的碳材料与碱性钠化合物反应得到，和/或由含有羧基碳材料与含有氨基和磺酸基有机钠盐酰胺缩合反应得到；功能化添加剂以石墨烯、碳纳米管或者碳纤维做主体，在其表面接枝na+或者含na+官能团，na可以起到补钠的作用，增加钠离子传导，提升容量；磺酸基团电负性大，可以加快钠离子的迁移速率，促进电化学反应的动力学过程，同时提升电子和离子传导，提升电池的倍率性能。
27、基于新的功能化添加剂在倍率型钠离子电池中的应用，本发明进一步提供钠离子电池负极浆料，以氧化石墨烯、氧化碳纳米管或氧化碳纤维为载体，与碱性钠化合物、含有氨基和磺酸基官能团的烷烃类有机钠盐作用，在其表面接枝na+或含na+官能团形成功能化添加剂，不仅在发挥补钠作用的同时增加钠离子传导，提高钠离子电池的容量；还可以与含有氨基和磺酸基官能团的烷烃类有机钠盐发生酰胺缩合反应，在碳材料表面接枝电负性较大的磺酸基团，进一步提高钠离子的迁移速率，促进电化学反应的动力学过程，进而提升钠离子电池的倍率性能。
1.一种应用于倍率型钠离子电池的功能化添加剂，其特征在于，由含有羧基或羟基的碳材料与碱性钠化合物反应得到；和/或，由含有羧基的碳材料与含有氨基和磺酸基有机钠盐酰胺缩合反应得到。
2.根据权利要求1所述功能化添加剂，其特征在于，所述含有羧基或羟基的碳材料为氧化石墨烯、氧化碳纳米管和氧化碳纤维中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述功能化添加剂，其特征在于，所述碱性钠化合物为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和乙醇钠中的一种或几种；
4.根据根据权利要求1所述功能化添加剂，其特征在于，所述含有羧基或羟基的碳材料与碱性钠化合物的质量比为1:(0.5～1.2)。
5.一种倍率型钠离子电池用电池负极浆料，其特征在于，包括负极活性物质、增稠剂、导电剂、粘接剂和权利要求1～4任一项所述功能化添加剂。
6.根据权利要求5所述倍率型钠离子电池用电池负极浆料，其特征在于，按负极活性物质、增稠剂、导电剂、粘接剂和功能化添加剂的总质量分数为100％计，所述功能化添加剂的质量分数为0.1％～1％。
7.根据权利要求6所述倍率型钠离子电池用电池负极浆料，其特征在于，所述功能化添加剂的质量分数为0.1％～0.5％。
8.根据权利要求5所述倍率型钠离子电池用电池负极浆料，其特征在于，所述负极活性物质、增稠剂、导电剂和粘接剂的质量比为(92～95):(0～2):(1～3):(2～3)。
9.根据权利要求5所述倍率型钠离子电池用电池负极浆料，其特征在于，所述负极活性物质为无定形碳；所述增稠剂为羧甲基纤维素。
10.根据权利要求9所述倍率型钠离子电池用电池负极浆料，其特征在于，所述导电剂为导电石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、碳纤维和石墨烯中的一种或几种；所述粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸酯类树脂、海藻酸钠、聚酰亚胺类树脂、聚丙烯腈类树脂中的至少一种。
11.一种权利要求5～10任一项所述倍率型钠离子电池用电池负极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
12.一种负极极片，包括集流体和负极活性层，其特征在于，所述负极活性层由权利要求5～10任一项所述倍率型钠离子电池用电池负极浆料制备得到。
13.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求12所述的负极极片。
