CN110660959A - 正极极片及钠离子电池 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种正极极片及钠离子电池，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极膜片，所述正极膜片包括正极活性材料，所述正极活性材料包括分子式为AaMb(PO4)cOxX3‑x的活性物质，其中A为H、Li、Na、K及NH4中的一种或多种，M为Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、V、Cu及Zn中的一种或多种，X为F、Cl及Br中的一种或多种，0＜a≤4，0＜b≤2，1≤c≤3，0≤x≤2；并且所述正极极片的电阻率小于等于400Ω·cm。本申请提供的正极极片，使得钠离子电池能够同时兼顾高初始容量及优异的倍率性能和循环性能。

Description

正极极片及钠离子电池
技术领域
本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种正极极片及钠离子电池。
背景技术
目前，锂离子二次电池占据动力电池的核心地位，但是，锂离子二次电池也面临着极大的挑战，如锂资源的日益紧缺、上游材料价格不断攀升、循环回收技术开发滞后及老旧电池循环回收利用率低下等。因此，钠离子电池作为新一代的储能技术，在近年来得到了科研和工业界的极大关注。但目前被广泛研究的钠离子电池存在各种电化学性能较差的问题，无法满足客户的使用要求。
申请内容
鉴于背景技术中存在的问题，本申请提供一种正极极片及钠离子电池，旨在使钠离子电池同时兼顾高初始容量及优异的倍率性能和循环性能。
为了达到上述目的，本申请第一方面提供一种正极极片，包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极膜片，正极膜片包括正极活性材料；正极活性材料包括分子式为AaMb(PO4)cOxX3-x的活性物质，其中，A为H、Li、Na、K及NH4中的一种或多种，M为Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、V、Cu及Zn中的一种或多种，X为F、Cl及Br中的一种或多种，0＜a≤4，0＜b≤2，1≤c≤3，0≤x≤2；并且正极极片的电阻率小于等于400Ω·cm。
本申请第二方面提供一种钠离子电池，包括本申请第一方面提供的正极极片。
相对于现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
本申请提供的正极极片及钠离子电池，通过选择具有特定化学组成的正极活性材料，并使正极极片的电阻率小于等于400Ω·cm，能够有效改善正极极片的电子和钠离子的传输性能，有利于正极活性材料的容量发挥，使钠离子电池同时兼顾高初始容量及优异的倍率性能和循环性能。
具体实施方式
下面详细说明本申请的正极极片及钠离子电池。
正极极片
本申请第一方面提供一种正极极片，该正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极膜片，正极膜片包括正极活性材料。
上述正极活性材料包括分子式为AaMb(PO4)cOxX3-x的活性物质，其中A为H、Li、Na、K及NH4中的一种或多种，M为Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、V、Cu及Zn中的一种或多种，X为F、Cl及Br中的一种或多种，0＜a≤4，0＜b≤2，1≤c≤3，0≤x≤2。
同时，本申请的正极极片的电阻率小于等于400Ω·cm。
本申请通过选择具有特定化学组成的正极活性材料，并将正极极片的电阻率控制为小于等于400Ω·cm，能够显著改善正极活性材料的容量发挥，从而有利于提高钠离子电池的综合电化学性能，使得钠离子电池同时兼顾高初始容量及优异的倍率性能和循环性能。而若正极极片的电阻率过高，则电池充放电过程中，正极极片中的电子和钠离子在正极活性材料颗粒内部、从正极活性材料颗粒内部到正极活性材料颗粒表面、从一个正极活性材料颗粒表面到另一个正极活性材料颗粒表面、从正极活性材料颗粒到电解液界面、从正极活性材料颗粒到正极集流体界面等一系列过程中的扩散和传输速率均较慢，最终导致钠离子电池的初始容量、动力学性能、倍率性能及循环性能均较差。
本申请的正极极片的电阻率进一步优选为1Ω·cm～300Ω·cm，更优选为5Ω·cm～200Ω·cm。
在一些可选的实施方式中，正极活性材料包括Na3V2(PO4)2O2F、Na3V1.95Mn0.05(PO4)2F3、Na3V1.95Mn0.05(PO4)2O2F、Na3V2(PO4)2F3及Na2.95Li0.05V2(PO4)2O2F中的一种或多种。
另外，正极活性材料的平均粒径Dv50优选为0.2μm～20μm，更优选地为0.6μm～15μm。若正极活性材料的粒径过大，则电子和钠离子在正极活性材料颗粒内部的传输路径延长，降低正极极片的电子和钠离子传输性能，造成正极极片的电阻率增大，使钠离子电池的初始容量、倍率性能及循环性能变差。若正极活性材料的粒径过小，虽然单个正极活性材料颗粒内部的电子和钠离子传输性能较好，但是正极活性材料的界面电阻增大，并且由于粒径过小的正极活性材料具有过高的比表面积，导致其在正极浆料中分散性不好、吸液现象严重，造成正极极片中正极活性材料颗粒发生不期望的团聚、面密度分布不均匀及压实密度降低，影响钠离子电池的初始容量、倍率性能和循环寿命，还会降低钠离子电池的安全性能。
正极活性材料的比表面积S优选为0.05m2/g≤S≤15m2/g，更优选为0.1m2/g≤S≤10m2/g。正极活性材料的比表面积越大，则正极活性材料的颗粒粒径越小，颗粒内部电子和钠离子迁移通道较短，其内部电子和钠离子传输性能较好，但是正极活性材料的界面电阻增大；若正极活性材料的比表面积过小，则正极活性材料的颗粒粒径较大，正极极片的电子和钠离子传输性能较差。因此，正极活性材料的比表面积过大和过小都会影响钠离子电池的初始容量、倍率性能和循环性能。
优选地，正极活性材料的晶体结构具有四方对称性，空间群P42/mnm，并且X射线衍射下包含(211)晶面的特征峰和(301)晶面的特征峰。同时具有这两个特征峰的正极活性材料具有更高的结晶度，其结构的长程有序度更高，正极活性材料的本征导电性及导离子性越好，并且较高的结晶度提高了正极活性材料的表面光滑度并使表面杂原子和官能团减少，有利于减小正极活性材料的界面电阻，使正极极片的电阻率降低。采用该种正极活性材料能够进一步提高钠离子电池的充放电容量、库伦效率及循环性能。
进一步优选地，正极活性材料的晶体结构在X射线衍射下还包含(420)晶面的特征峰，且半峰宽为0.2°～0.5°。
正极极片的单面面密度越大，意味着正极膜片的厚度越大，电子及钠离子的迁移距离增长，受到来自正极活性材料颗粒、界面及粘结剂等的阻碍越多，正极极片的电阻率越大，钠离子电池的倍率性能及循环性能变差。而正极极片的单面面密度过小，钠离子电池的容量也随之减小。本申请的正极极片的单面面密度优选为0.01mg/mm2～0.6mg/mm2，更优选为0.05mg/mm2～0.35mg/mm2，有利于提高钠离子电池的充放电容量、库伦效率及循环性能。
正极极片的单面面密度C可以通过公式C＝m/Ar计算得出，式中m为正极膜片的质量；Ar为正极膜片的面积。
本申请的正极极片中，正极膜片的厚度优选为10μm～300μm，更优选为20μm～200μm。
本申请的正极极片的压实密度优选为1.0g/cm3～3.0g/cm3，更优选为1.3g/cm3～2.5g/cm3。一定范围内，正极极片的压实密度越小，电子迁移的自由度越高，极片电阻率越小，反之，则极片电阻率越大。正极极片的压实密度也不能过小，否则，极片中颗粒间的接触不好，会增大电子的传输阻力，使电池的倍率性能及循环性能变差。
正极极片的压实密度P可以通过公式P＝C/d计算得出，式中d为正极膜片的厚度。
正极膜片的水含量应尽量控制在较低水平。若正极膜片的水含量过高，极片表面及膜层内部吸附的水分子越多，电子运动时受到的阻碍越大，正极极片的电阻率也就越大。优选地，正极膜片的水含量为0～2000ppm，进一步优选为0～600ppm，更优选为0～200ppm。正极膜片的水含量少，有利于正极活性材料的容量发挥，并减少界面副反应，从而提高电池的倍率性能及循环性能。此处ppm(parts per million)是正极膜片中水的质量占正极膜片的质量的百万分比。
进一步地，正极膜片的水含量的下限可以为5ppm、10ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm、80ppm、90ppm、100ppm、120ppm、150ppm、200ppm，有利于降低正极极片的制作难度及成本。正极膜片的水含量的上限可以为50ppm、100ppm、120ppm、150ppm、200ppm、300ppm、400ppm、500ppm、600ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm。正极膜片的水含量的范围可由上限或下限的任意数值组成，例如10ppm～600ppm，再例如50ppm～200ppm。
为了进一步改善正极极片的电阻率，还可以使上述的活性物质与导电材料复合形成复合正极活性材料，该复合正极活性材料具有较高的电导率，从而进一步降低正极极片的电阻率，改善电池的动力学性能及倍率性能。
上述导电材料可以是导电碳材料及导电聚合物中的一种或多种。作为示例，导电碳材料可以是石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、碳纳米管、碳点、石墨烯、科琴黑及碳纳米纤维中的一种或多种；导电聚合物可以是聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚乙撑二氧噻吩、聚苯乙烯磺酸盐及聚苯硫醚中的一种或多种。
导电材料占复合正极活性材料的重量百分含量优选为0.1％～15％。
上述正极膜片通常还包括导电剂和粘结剂。在一些实施例中，导电剂占正极膜片的重量百分含量为5％～20％，粘结剂占正极膜片的重量百分含量为5％～10％。
本申请对导电剂没有特别的限制，可以根据实际需求进行选择，例如为石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中一种或多种。
本申请对粘结剂没有特别的限制，可以根据实际需求进行选择，例如水性粘结剂及油性粘结剂中的一种或多种，其中，水性粘结剂可以是丁苯橡胶(SBR)、水性丙烯酸树脂(water-based acrylic resin)及羧甲基纤维素(CMC)中的一种或多种；油性粘结剂可以是聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)及聚乙烯醇(PVA)中的一种或多种。在一些实施例中，粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯醇(PVA)及丁苯橡胶(SBR)中的一种或多种。
本申请的正极极片所采用的正极活性材料可以商购获得，也可以通过以下的制备方法得到，该方法包括以下步骤：
按照化学计量比将A源、M源、磷源及X源均匀分散在溶剂中，制备反应溶液；调节反应溶液的pH；将反应溶液转移至反应釜中进行反应，分离并收集沉淀产物，用适量的溶剂洗涤沉淀产物若干次，并干燥，得到正极活性材料。
作为一些示例，A源可以是H、Li、Na、K、NH4的碳酸盐、硝酸盐、醋酸盐、草酸盐、氢氧化物及卤化物中的一种或多种。M源可以是M的无机物及M的有机物中的一种或多种，M的无机物可以是M的氧化物、M的卤化物、M的硝酸盐及M的硫酸盐中的一种或多种，M的有机物可以是M的醋酸盐、M的草酸盐及M的乙酰丙酮盐中的一种或多种。例如M为V时，钒源可以是三氧化二钒、五氧化二钒、偏钒酸钠、偏钒酸铵、三氯化钒、硫酸氧钒、草酸氧钒、乙酰丙酮钒及乙酰丙酮氧钒中的一种或多种。再例如M为Mn时，锰源可以是醋酸锰、硝酸锰、氯化锰及硫酸锰中的一种或多种。磷源可以是磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾及磷酸中的一种或多种。X源可以是氟化氨、氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化氢、氯化铵、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化氢、溴化铵、溴化锂、溴化钠、溴化钾及溴化氢中的一种或多种。溶剂可以是去离子水、甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、正己醇、二甲基甲酰胺、乙二醇及二乙二醇中的一种或多种。
在一些可选的实施例中，反应溶液中M元素的浓度为0.01mol/L～1.4mol/L。
在一些可选的实施例中，反应溶液的pH为3～9，如6～8。
作为一些示例，pH调节剂可以是氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、尿素、磷酸、草酸及柠檬酸中的一种或多种。pH调节剂可以是直接加入反应溶液，也可以是配制成其水溶液的形式加入反应溶液。
在一些可选的实施例中，反应溶液进行反应的温度为60℃～200℃，如90℃～180℃。反应时间可以为5小时～72小时，如10小时～30小时。
在一些可选的实施例中，对沉淀产物进行干燥的温度为80℃～140℃，干燥时间可以为2小时～48小时。
上述方法中，当使用高价态M源时，还需要使用还原剂(如草酸)将其还原成较低价态，此时，反应溶液中还原剂与M元素的摩尔比优选为1:1～10:1，优选为2:1～5:1。
可以根据上述的制备方法，通过对源材料的种类及浓度、pH值、pH值调节剂的种类、反应温度等进行综合地调控，使正极活性材料具有本申请所述的特定化学组成及结构特征，提高正极活性材料的电化学性能，进而提高钠离子电池的充放电容量、倍率性能及循环性能。
本申请对正极集流体没有特别的限制，可以根据实际需求进行选择。作为示例，正极集流体可以采用金属箔材、涂炭金属箔材或多孔金属板，优选使用铝箔。
正极极片可以按照本领域常规方法制备。通常将正极活性材料及可选的导电剂和粘结剂分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮，简称为NMP)中，形成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后即得到正极极片。
钠离子电池
本申请第二方面提供一种钠离子电池，包括本申请第一方面提供的正极极片。
由于采用了本申请第一方面的正极极片，本申请的钠离子电池能够同时兼顾高初始容量及优异的倍率性能和循环性能。
根据本申请的钠离子二次电池，还包括负极极片、隔离膜和电解液。
上述负极极片可以是金属钠片，也可以是包括负极集流体及设置于负极集流体上的负极膜片。
本申请对负极集流体没有特别地限制，可以根据实际需求进行选择。作为示例，负极集流体可以采用金属箔材、涂炭金属箔材或多孔金属板等材料，优选使用铜箔。
负极膜片通常包括负极活性材料以及可选的导电剂、粘结剂和增稠剂。本申请对负极膜片用负极活性材料、导电剂、粘结剂及增稠剂均不作具体限制，可以根据实际需求进行选择。
作为示例，上述负极活性材料可以是天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(MCMB)、硬碳、软碳、硅基材料、锡基材料、钛酸锂及金属钠中的一种或多种。其中，硅基材料可以是单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物及硅合金中的一种或多种，锡基材料可以是单质锡、锡氧化合物及锡合金中的一种或多种。
上述导电剂可以是石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种。
上述粘结剂可以是聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、丁苯橡胶(SBR)、水性丙烯酸树脂(water-based acrylic resin)及羧甲基纤维素(CMC)中的一种或多种，增稠剂可以是羧甲基纤维素(CMC)。
在一些实施例中，负极集流体上负极膜片的厚度可以为10μm～300μm，如20μm～300μm。
负极极片可以按照本领域常规方法制备。通常将负极活性材料及可选的导电剂、粘结剂和增稠剂分散于溶剂中，溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮(NMP)或去离子水，形成均匀的负极浆料，将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后即得到负极极片。
本申请对隔离膜没有特别的限制，可以选用任意公知的具有电化学稳定性和化学稳定性的多孔结构隔离膜，例如玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或多种的单层或多层薄膜。
上述电解液包括有机溶剂和电解质钠盐。本申请对有机溶剂及电解质钠盐不作具体的限制，可以根据实际需求进行选择。
作为示例，有机溶剂可以是碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)及碳酸二乙酯(DEC)中的一种或多种。电解质钠盐可以是六氟磷酸钠(NaPF6)、高氯酸钠(NaClO4)、六氟硼酸钠(NaBF6)、三氟甲基磺酸钠(NaSO3CF3)及双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(NaTFSI)中的一种或多种。
上述电解液还可以包括添加剂，其可以是任意可被用作钠离子电池的添加剂，本申请不作具体限制，可以根据实际需求进行选择。
将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序堆叠好，使隔离膜处于正极极片、负极极片之间起到隔离的作用，得到电芯，也可以是经卷绕后得到电芯；将电芯置于包装外壳中，注入电解液并封口，得到钠离子电池。
实施例
下面结合实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“至少一种”及“多种”的含义是两个以上。
本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
实施例1
正极极片的制备
将正极活性材料Na3V2(PO4)2O2F、导电剂炭黑Super P、粘结剂PVDF按7:2:1重量比在适量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料；将正极浆料涂覆于正极集流体铝箔上，之后经烘干、冷压、分条得到正极极片，其中正极膜片的厚度为50μm。
负极极片的制备
将负极活性材料硬碳、导电剂炭黑Super P、粘结剂SD-3聚乙烯醇缩丁醛按90:5:5重量比在适量去离子水中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料；将负极浆料涂覆于负极集流体铜箔上，之后经烘干、冷压、分条得到负极极片。
电解液的制备
将等体积的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯混合均匀，得到有机溶剂，然后将1mol/L的高氯酸钠均匀溶解在上述有机溶剂中。
钠离子电池的制备
将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，得到电芯，其中隔离膜采用聚乙烯薄膜，其处于正极极片和负极极片之间起到隔离作用；然后将电芯置于包装外壳中，注入电解液并封口；之后经过静置、化成等工序，得到钠离子电池。
实施例2～26及对比例1～3
与实施例1相似，不同的是，调整正极极片的制备步骤中的相关参数。具体参数详见下面的表1。
测试部分
本申请的正极极片及正极活性材料的各参数可按如下方法进行测试：
(1)正极极片的电阻率测试
将实施例和对比例制备得到的正极极片裁成10cm×10cm规格的正方形检测样品，检测样品的上下两侧夹持于极片电阻测试仪的两个导电端子之间，测量正极极片的电阻，其中导电端子的面积为153.94mm2。每个实施例和对比例取4个检测样品，每个检测样品测试10个点的电阻值后取平均值，作为正极极片的电阻值R，然后根据ρ＝R·S/L计算正极极片的电阻率ρ，其中，S为检测面积，即为上述导电端子的面积；L为检测样品的厚度，也即正极极片的厚度。
(2)正极膜片的水含量测试
将实施例和对比例制备得到的正极极片在真空烘箱中烘干，为方便测试，采用直径为14mm的冲片机将烘干后的正极极片冲取直径为14mm的小圆片样品，其质量记为M1，然后称取相同面积的正极集流体，其质量记为M2，上述操作通常在干燥房中进行。将正极极片样品装入青霉素瓶中密封，使用卡尔费休水分测定仪测定正极极片的水含量，并记为P1(仪器升高温度为170℃)，然后根据P＝P1/(M1-M2)计算正极膜片的水含量P。
(3)正极膜片的厚度使用精度为0.5μm的螺旋千分尺测量得到。
(4)正极活性材料的平均粒径Dv50用Malvern Mastersizer 3000激光粒度分析仪测定。Dv50表示小于此粒径的颗粒体积占所有颗粒体积的百分比为50％。
(5)正极活性材料的晶体结构使用荷兰PANalytical公司的PANalytical X′pertPRO型X射线粉末衍射仪检测，以CuKα射线为辐射源。
(6)正极活性材料的比表面积S采用氮气吸附比表面积分析测试方法测试，并用BET(Brunauer Emmett Teller)法计算得出，测试通过美国Micromeritics公司的Tri StarⅡ型比表面与孔隙分析仪进行。
本申请的钠离子电池的电化学性能可按如下方法进行测试：
(1)钠离子电池的初始容量、首圈库伦效率以及循环性能测试
在25℃下，将实施例和对比例制备得到的钠离子电池以0.1C倍率恒流充电至电压为4.3V，此时的充电容量记为钠离子电池的首圈充电容量，之后静置5min，再以0.1C倍率恒流放电至电压为2.0V，静置5min，此为一个循环充放电过程，此次的放电容量记为钠离子电池的首圈放电容量，即为钠离子电池的初始容量。将钠离子电池按照上述方法进行50次循环充放电测试，检测得到第50次循环的放电容量。
钠离子电池的首圈库伦效率(％)＝首圈放电容量/首圈充电容量×100％。
钠离子电池25℃循环50次后的容量保持率(％)＝第50次循环的放电容量/首圈放电容量×100％。
(2)钠离子电池的倍率性能测试
在25℃下，将实施例和对比例制备得到的钠离子电池以2C的倍率恒流充电至4.3V，再用同等大小的倍率恒流放电至2.0V，测试钠离子电池2C倍率放电容量。每实施例和对比例各测试4只钠离子电池，取平均值。
实施例1～26及对比例1～3的测试结果示于下面的表2。
表1
Figure BDA0001716909690000121
Figure BDA0001716909690000131
表2
Figure BDA0001716909690000132
Figure BDA0001716909690000141
对比实施例1～24与对比例1、实施例25与对比例2、实施例26与对比例3，可以看出，当正极极片的电阻率控制在400Ω·cm以下时，钠离子电池的初始容量接近其理论水平，首圈库伦效率达到90％以上，循环50次后的容量保持率为90％以上，以及2C倍率放电容量更是具有显著的提高。
对比实施例1～8可以看出，一定范围内，正极极片的压实密度减小，正极膜片的电阻率减小，有利于降低正极极片的电阻率，提高钠离子电池的初始容量、库伦效率、倍率性能及循环性能。
对比实施例1～8及实施例14～20可以看出，降低正极膜片的水含量，有利于降低正极极片的电阻率，提高钠离子电池的初始容量、库伦效率、倍率性能及循环性能。
对比实施例9～13及实施例14～20可以看出，一定范围内，减小正极活性材料的平均粒径Dv50，有利于降低正极极片的电阻率，提高钠离子电池的初始容量、库伦效率、倍率性能及循环性能。
对比实施例21～24可以看出，一定范围内，减小正极膜片的厚度，有利于降低正极极片的电阻率，提高钠离子电池的初始容量、库伦效率、倍率性能及循环性能。
综上，采用本申请的正极极片，使得钠离子电池同时兼顾高的初始容量和库伦效率，以及优异的倍率性能和循环性能。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一个表面上的正极膜片，所述正极膜片包括正极活性材料；
所述正极活性材料包括分子式为AaMb(PO4)cOxX3-x的活性物质，其中A为H、Li、Na、K及NH4中的一种或多种，M为Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、V、Cu及Zn中的一种或多种，X为F、Cl及Br中的一种或多种，0＜a≤4，0＜b≤2，1≤c≤3，0≤x≤2；
所述正极极片的电阻率小于等于400Ω·cm。
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片的电阻率为1Ω·cm～300Ω·cm，优选为5Ω·cm～200Ω·cm。
3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极膜片的水含量为0～2000ppm，优选为0～600ppm，更优选为0～200ppm。
4.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片的压实密度为1.0g/cm3～3.0g/cm3，优选为1.3g/cm3～2.5g/cm3。
5.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片的单面面密度为0.01mg/mm2～0.6mg/mm2，优选为0.05mg/mm2～0.35mg/mm2。
6.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极膜片的厚度为10μm～300μm，优选为20μm～200μm。
7.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料的平均粒径Dv50为0.2μm～20μm，优选为0.6μm～15μm。
8.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料的比表面积S满足：0.05m2/g≤S≤15m2/g，优选为0.1m2/g≤S≤10m2/g。
9.根据权利要求1至8任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料的晶体结构具有四方对称性，空间群P42/mnm，并且X射线衍射下包含(211)晶面的特征峰和(301)晶面的特征峰；
优选地，所述正极活性材料的晶体结构在X射线衍射下还包含(420)晶面的特征峰，且半峰宽为0.2°～0.5°。
10.根据权利要求1至9任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料为所述活性物质与导电材料复合形成的复合正极活性材料；
其中，所述导电材料为导电碳材料及导电聚合物中的一种或多种；
所述导电材料占所述复合正极活性材料的重量百分含量为0.1％～15％。
11.一种钠离子电池，包括权利要求1至10任一项所述的正极极片。
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