CN117559017A - 一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块 - Google Patents

一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN117559017A
CN117559017A CN202311630409.7A CN202311630409A CN117559017A CN 117559017 A CN117559017 A CN 117559017A CN 202311630409 A CN202311630409 A CN 202311630409A CN 117559017 A CN117559017 A CN 117559017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion battery
sodium ion
sei film
capacity
sodium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311630409.7A
Other languages
English (en)
Inventor
陈雷
汤葱葱
闻子豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Zhongna Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Zhongna Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Zhongna Energy Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Zhongna Energy Technology Co ltd
Priority to CN202311630409.7A priority Critical patent/CN117559017A/zh
Publication of CN117559017A publication Critical patent/CN117559017A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/446Initial charging measures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/054Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本申请公开一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块,涉及电池制备技术领域,能够提高SEI膜的稳定性,进而可以提高钠离子电池的循环性能。具体方案包括:在预设压力和第一温度下,对制备得到的钠离子电池以第一倍率充电至钠离子电池的第一容量,得到具有第一层SEI膜的第一钠离子电池,第一温度为‑25℃~‑15℃;在预设压力和第二温度下,对第一钠离子电池进行多次充放电处理,以使钠离子电池的电解液中溶解的SEI膜成分达到饱和状态,得到具有目标SEI膜的目标钠离子电池,第二温度为40℃~60℃,目标SEI膜包括第一层SEI膜以及在第一层SEI膜上形成的第二SEI膜。

Description

一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块
技术领域
本申请涉及电池制备技术领域,尤其涉及一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块。
背景技术
钠离子电池作为一种新型的二次电池,在电力交通工具、电站储能等领域具有良好的应用前景。钠离子电池负极的表面膜的状态直接影响了电池首次效率、循环稳定性等,因此化成工序是电池制作过程中至关重要的一环。
目前,钠离子电池化成过程,在一定的充电电位下,电极/电解液相界面的钠离子与电解液中的溶剂分子等发生不可逆反应,形成覆盖在碳电极表面的钝化薄层,称之为固态电解质界面膜(solid electrolyte interface,SEI)。由于SEI膜的主要组分包括有机钠盐和无机钠盐,无机钠盐在电解液中具有更高的溶解度,高温下SEI膜的破损会更明显。因此,如何提高SEI膜的稳定性成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块,能够提高SEI膜的稳定性。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:
本申请实施例第一方面,提供了一种钠离子电池的化成方法,该方法包括:
在预设压力和第一温度下,对制备得到的钠离子电池以第一倍率充电至钠离子电池的第一容量,得到具有第一层SEI膜的第一钠离子电池,第一温度为-25℃~-15℃;
在预设压力和第二温度下,对第一钠离子电池进行多次充放电处理,以使钠离子电池的电解液中溶解的SEI膜成分达到饱和状态,得到具有目标SEI膜的目标钠离子电池,第二温度为40℃~60℃,目标SEI膜包括第一层SEI膜以及在第一层SEI膜上形成的第二SEI膜。
在一个实施例中,充放电处理包括:
对第一钠离子电池以第二倍率充电至钠离子电池的第二容量,并静置预设时间后,以第二倍率放电至钠离子电池容量的第三容量。
在一个实施例中,第一容量为15%~20%,第二容量为30%~50%,第三容量为5%~10%;
第一倍率为0.01~0.05C,第二倍率为0.05~0.1C。
在一个实施例中,得到化成后的钠离子电池之后,方法还包括:
对化成后的钠离子电池进行二封除气处理,得到化成后的目标钠离子电池。
在一个实施例中,预设压力为200~400Kpa,充放电处理的处理次数为2~6次。
在一个实施例中,预设时间为0.5~5h。
在一个实施例中,钠离子电池中的电解液包括:非水有机溶剂、钠盐和添加剂;
非水有机溶剂包括环状碳酸脂类化合物和链状碳酸脂类化合物;
添加剂包括第一添加剂、第一添加剂包括氟化钠、碳酸钠和氧化钠。
在一个实施例中,添加剂还包括第二添加剂,第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和1,3-丙烯磺酸内酯。
本申请实施例第二方面,提供了一种钠离子电池,钠离子电池采用本申请实施例第一方面的钠离子电池的化成方法制备得到。
本申请实施例第三方面,提供了一种电池模块,该电池模块包括本申请实施例第二方面提供的钠离子电池。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本申请实施例提供的钠离子电池的化成方法,通过将制备好的钠离子电池先在-25℃~-15℃的低温环境下进行充电形成第一层SEI膜,低温下化成形成的SEI是一层致密且结构稳定的SEI膜,然后在40℃~60℃的高温环境下继续充电,此时会在第一层SEI膜表面形成第二SEI膜,其中,第二SEI膜为疏松的SEI膜,此疏松的SEI膜在后续高温环境下多次充放电过程会进行部分溶解,且由于钠离子电池负极SEI膜成分中无机钠盐在电解液中溶解度较高,通过在40℃~60℃的高温环境下的多次充放电处理,使第二SEI膜多次形成与溶解,最终使钠离子电池的电解液中无机钠盐的溶解度达到饱和状态,这样可以避免由于电解液再溶解SEI膜导致SEI膜破损的问题,使得最终在钠离子电池的负极表面形成内层致密,外层均一且疏松的SEI膜结构,提高了钠离子电池SEI膜的稳定性,进而可以提高钠离子电池的循环稳定性。
附图说明
图1为本申请实施例中的钠离子电池常温循环容量保持率的测试结果图;
图2为本申请实施例中的钠离子电池电芯体积变化率的测试结果图;
图3为本申请实施例中的钠离子电池高温存储容量保持率的测试结果图;
图4为本申请实施例中的钠离子电池高温存储容量恢复率的测试结果图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
对于以下定义的术语,除非在权利要求书或本说明书中的其他地方给出一个不同的定义,否则应当应用这些定义。所有数值无论是否被明确指示,在此均被定义为由术语“约”修饰。术语“约”大体上是指一个数值范围,本领域的普通技术人员将该数值范围视为等同于所陈述的值以产生实质上相同的性质、功能、结果等。由一个低值和一个高值指示的一个数值范围被定义为包括该数值范围内包括的所有数值以及该数值范围内包括的所有子范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
以下介绍本申请实施例提供的钠离子电池的化成方法,该方法包括:
在预设压力和第一温度下,对制备得到的钠离子电池以第一倍率充电至钠离子电池的第一容量,得到具有第一层SEI膜的第一钠离子电池,第一温度为-25℃~-15℃;
在预设压力和第二温度下,对第一钠离子电池进行多次充放电处理,以使钠离子电池的电解液中溶解的SEI膜成分达到饱和状态,得到具有目标SEI膜的目标钠离子电池,第二温度为40℃~60℃,目标SEI膜包括第一层SEI膜以及在第一层SEI膜上形成的第二SEI膜。
其中,第一温度可以为但不限于-25℃~-15℃,第二温度可以为但不限于40℃~60℃。
第一温度的上限值可以为:-15℃、-14℃、-13℃、-12℃和-11℃,第一温度的下限值可以为:-25℃、-24℃、-23℃、-22℃和-21℃。第二温度的上限值可以为60℃,58℃,56℃,54℃,52℃,第二温度的下限值可以为40℃,42℃,46℃,48℃,50℃。
需要说明的是,生成SEI膜的过程可以为:在充电电位下,电极/电解液相界面的钠离子与电解液中的溶剂分子等发生反应,生成覆盖在碳电极表面的SEI膜。溶解SEI膜的过程可以为:由于SEI膜的主要组分包括有机钠盐和无机钠盐,无机钠盐在电解液中具有较高的溶解度,因此钠离子电池在静置过程或放电过程中,部分SEI膜又会溶解于电解液中。
本申请通过将制备好的钠离子电池先在-25℃~-15℃的低温环境下进行充电形成第一层SEI膜,低温下化成形成的SEI是一层致密且结构稳定的SEI膜,然后在40℃~60℃的高温环境下继续充电,此时会在第一层SEI膜表面形成第二SEI膜,其中,第二SEI膜为疏松的SEI膜,此疏松的SEI膜在后续高温环境下多次充放电过程会进行部分溶解,且由于钠离子电池负极SEI膜成分中无机钠盐在电解液中溶解度较高,通过在40℃~60℃的高温环境下的多次充放电处理,使第二SEI膜多次形成与溶解,最终使钠离子电池的电解液中无机钠盐的溶解度达到饱和状态,这样可以避免由于电解液再溶解SEI膜导致SEI膜破损的问题,使得最终在钠离子电池的负极表面形成内层致密,外层均一且疏松的SEI膜结构,提高了钠离子电池SEI膜的稳定性,进而可以提高钠离子电池的循环稳定性。
可选的,充放电处理包括:对第一钠离子电池以第二倍率充电至钠离子电池的第二容量,并静置预设时间后,以第二倍率放电至钠离子电池的第三容量。
其中,第一容量包括但不限于15%~20%,第二容量包括但不限于30%~50%,第三容量包括但不限于5%~10%;第一倍率包括但不限于0.01~0.05C,第二倍率包括但不限于0.05~0.1C。通过0.05~0.1C的小倍率进行充放电,可以提高SEI膜形成的均匀性。
具体的,上述过程可以为:对第一钠离子电池以0.05~0.1C的倍率充电至钠离子电池容量的30%~50%,并静置预设时间后,以0.05~0.1C的倍率放电至钠离子电池容量的5%~10%。
此外,充电过程中,SEI膜会在钠离子充电至电池容量的30%~50%的阶段形成。因此,充电至电池容量的30%~50%后可以进行放电处理,不需要充满电池,这样可以提高化成效率。
可选的,得到化成后的钠离子电池之后,方法还包括:对化成后的钠离子电池进行二封除气处理,得到化成后的目标钠离子电池。
由于多次充放电会使钠离子电池中产生较多的气体,通过二封除气处理可以可以进一步提高钠离子电池的循环性能。
可选的,预设压力可以为200~400Kpa,可以理解的是,由于制备得到的钠离子电池为软包电池,200~400Kpa的预设压力防止电池出现断裂的情况,同时可以防止钠离子电池中产生气体,进而影响钠离子电池的循环性能。压力的上限值可以为但不限于400Kpa,390Kpa,380Kpa,370Kpa等,压力的下限制可以为但不限于200Kpa,210Kpa,220Kpa,230Kpa等。
充放电处理的处理次数为2~6次。预设时间可以为0.5~5h,也就是重复执行2~6次的上述充放电处理过程。并在每次充电或放电后静止,可以避免充放电过程中的极化问题。预设时间的上限值可以为但不限于5.0h,4.8h,4.6h,4.4h,4.2h,预设时间的下限值可以为但不限于0.5h,0.7h,0.9h,1.1h,1.3h。
进一步的,钠离子电池正极材料易吸水,通过多次充放电的处理方法可以确保正极材料中的水在化成阶段分解完成,确保后续循环过程中不再因为水的存在而产生氢气,也防止水与电解液中的六氟磷酸钠反应生成氢氟酸,腐蚀电极。
可选的,钠离子电池采用的电解液包括:非水有机溶剂、钠盐和添加剂;非水有机溶剂包括环状碳酸脂类化合物和链状碳酸脂类化合物;添加剂包括第一添加剂、第一添加剂包括氟化钠、碳酸钠和氧化钠。
通过在电解液中同时加入氟化钠、碳酸钠和氧化钠,能够增加SEI膜的致密性和均一性,降低SEI膜的溶解程度,由此可以减少电解液和钠离子的消耗,提升钠离子电池的循环性能,特别是高温下的循环性能,还可以降低钠离子电池的产气量。
此外,添加剂还包括第二添加剂,第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和1,3-丙烯磺酸内酯中的一种或多种。
通过将第一添加剂和第二添加剂组合使用,可以进一步增加SEI膜的致密性和均一性,降低SEI膜的溶解程度,由此可以进一步减少电解液和钠离子的消耗,从而可以进一步提升钠离子电池的循环性能,特别是高温下的循环性能,还可以进一步降低钠离子电池的产气量。
基于上述实施例提供的钠离子电池的化成方法,本申请实施例还提供了一种钠离子电池的制备方法,该方法具体包括:
将Na1.2Fe(SO4)1.6/CNT-5%、Super-p和聚偏氟乙烯按92:2:6的质量比分散在N-甲基吡咯烷酮中,混合均匀后得到浆料。将浆料涂布到涂炭铝箔的两个表面上,在120℃真空条件下干燥12h后,辊压至压实密度为2.0g/cm3,最后将正极片模切成宽度为220mm、长度为138m的方形正极片。涂炭铝箔表面炭层的厚度为1μm。此外,钠离子电池的正极材料还可以为过渡金属层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物中的一种或多种。这些材料可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
将硬碳、Super-p、丁苯橡胶和羧甲基纤维素按95:1.5:2:1.5的质量比分散在去离子水中,混合均匀后得到浆料。将浆料涂布到铝箔的两个表面上,在120℃真空条件下干燥12h,之后辊压至压实密度为1.0g/cm3,然后焊接极耳,获得负极片。将负极片模切成宽度为223mm、长度为140m的方形负极片。负极片的材料、构成和其制造方法可包括任何现有技术中公知的技术。负极片可以包括负极集流体及设置于负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层。负极集流体的材料可以采用铝箔。负极活性材料层包括负极活性材料。负极活性材料可以包括硬碳。负极活性材料层可以包括负极导电剂。负极导电剂可以包括但不限于导电炭黑、碳纳米管、乙炔黑和石墨烯的一种或多种。此外,负极活性材料层可以包括负极粘结剂。负极粘结剂可以包括但不限于丁苯橡胶、羧甲基纤维素中的一种或多种。
钠离子电池制备,将正极片、隔膜、负极片按照正极片、隔膜、负极片的顺序叠好,卷绕固定后放入半封口的铝塑膜中,然后经顶封、侧封后,转移至85℃真空条件下干燥48h,之后注入电解液,经真空封装后获得钠离子电池。
在一个实施例中,钠离子电池的正极面密度17.55mg/cm2,负极面密度6mg/cm2,叠片层数36正37负,得到制备好的钠离子电池,其中钠离子电池的设计容量为22Ah。
以下针对制备好的钠离子电池,结合本申请实施例提供的钠离子电池的化成方法介绍本申请的具体实施例。下述实施例更具体地描述了本申请的技术方案,这些实施例仅用于阐述性说明,因为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。实施例中使用的试剂可通过商购获得或是按照常规方法进行合成获得,并且可直接使用而无需进一步处理,以及实施例中使用的仪器和装置均可商购获得。
实施例1,针对上述制备好的钠离子电池,在压力为300KPa的条件下,温度为-20℃的条件下,以0.01C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的20%;将温度调整为45℃,静置2h;在温度为45℃的条件下,以0.05C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的40%,并静置3h后,0.1C的倍率放电至电池容量的10%,静置3h。重复执行3次上述充放电过程,得到化成好的钠离子电池。
实施例2,针对上述制备好的钠离子电池,在压力为300KPa的条件下,温度为-20℃的条件下,以0.01C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的20%;将温度调整为45℃,静置2h;在温度为55℃的条件下,以0.05C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的40%,并静置3h后,以0.1C的倍率放电至电池容量的10%,静置3h。重复执行3次上述充放电过程,得到化成好的钠离子电池。
实施例3,针对上述制备好的钠离子电池,在压力为300KPa的条件下,温度为-20℃的条件下,以0.01C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的20%;将温度调整为45℃,静置2h;在温度为55℃的条件下,以0.1C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的40%,并静置3h后,0.1C的倍率放电至电池容量的10%,静置3h。重复执行3次上述充放电过程,得到化成好的钠离子电池。
实施例4,针对上述制备好的钠离子电池,在压力为300KPa的条件下,温度为-20℃的条件下,以0.01C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的20%;将温度调整为45℃,静置2h;在温度为55℃的条件下,以0.05C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的40%,并静置3h后,0.1C的倍率放电至电池容量的10%,静置3h。重复执行6次上述充放电过程,得到化成好的钠离子电池。
对比例1,针对上述制备好的钠离子电池,在压力为300KPa的条件下,温度为25℃的条件下,以0.05C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的40%,得到化成好的钠离子电池。
对比例2,针对上述制备好的钠离子电池,在压力为300KPa的条件下,温度为-20℃的条件下,以0.01C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的20%;将温度调整为45℃,静置2h;在温度为25℃的条件下,以0.05的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的40%,并静置2h后,放电至电池容量的10%,静置3h。重复执行3次上述充放电过程,得到化成好的钠离子电池。
对比例3,针对上述制备好的钠离子电池,在压力为300KPa的条件下,温度为45℃的条件下,以0.05C的倍率将钠离子电池充电至钠离子电池容量的40%,并静置2h后,放电至电池容量的10%,静置3h。重复执行3次上述充放电过程,得到化成好的钠离子电池。
表1为采用上述实施例和对比例提供的钠离子电池的化成方法制备得到的钠离子电池的循环性能数据。根据表1中实施例和对比例的数据对比可知,采用本申请提供的钠离子电池的化成方法制备得到的钠离子电池的循环性能都得以明显提高,不论是钠离子电池的容量保持率,容量循环率,体积变化率和容量回复率均有显著的提高。
表1钠离子电池的容量保持率
进一步的,针对实施例1和对比例1化成后的钠离子电池分别进行常温循环容量保持率测试,具体测试方法如下:
在25℃的条件下,以0.2C恒流充电至电压为4.5V,以0.2C恒流放电至电压为2V,测试钠离子电池的放电容量并记为C0;在上述相同条件下重复进行循环充放电,测定第500次循环后电池的放电容量并记为C1。25℃下钠离子电池循环500圈后的容量保持率=C1/C0×100%。如图1所示为实施例1化成后的钠离子电池和对比例1化成后的钠离子电池常温循环容量保持率测试结果图。从图1中可以看出实施例1的钠离子电池常温循环容量保持率要明显优于对比例1,因此可以说明采用本申请实施例提供的钠离子电池的化成方法可以提高钠离子电池常温循环容量保持率。
进一步的,针对实施例1和对比例1化成后的钠离子电池分别进行常温循环容量保持率测试,具体测试方法如下:
在55℃的条件下,将钠离子电池以0.2C恒流充电至电压为4.5V,以0.2C恒流放电至电压为2V,测试钠离子电池的放电容量并记为C0;在上述相同条件下重复进行循环充放电,测定第300次循环后电池的放电容量并记为C1。55℃下钠离子电池循环300圈后的容量保持率=C1/C0×100%。具体测试结果如表1所示,从表1中可以看出实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的钠离子电池高温循环容量保持率要明显优于对比例1、对比例2和对比例3的钠离子电池高温循环容量保持率,因此可以说明采用本申请实施例提供的钠离子电池的化成方法可以提高钠离子电池高温循环容量保持率。
针对实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1、对比例2和对比例3化成后的钠离子电池分别进行体积变化测试,具体测试方法如下:
在25℃条件下,取一个足够大的容器,装一定的水。将装有水的容器放在电子天平上,将钠离子电池固定住,将电池缓慢浸没在水中,确保电池不与容器发生接触,此时天平的示数相较于电池未进入容器前会有变化,根据阿基米德原理可得,天平示数变化的值即为电池的体积,记录为V1。将此电芯进行循环一定圈数后,重复上述步骤进行测试,体积记录为V2,体积变化率(体积膨胀率)即为(V2-V1)/V1。测试结果如图2所示,从图2可以看出,实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的体积变化率要明显小于对比例1、对比例2和对比例3的体积变化率,因此可以说明采用本申请实施例提供的钠离子电池的化成方法可以明显降低钠离子电池的体积变化率。
针对实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1、对比例2和对比例3化成后的钠离子电池分别进行高温存储容量保持率和容量回复率的测试,具体测试方法如下:
在25℃的条件下,将钠离子电池以0.2C恒流充电至电压为4.5V,以0.2C恒流放电至电压为2V,测试钠离子电池的放电容量并记为C0;在上述相同条件下充电至4.5V,将此电芯放在55℃温箱中静置7天,取出后,在25℃条件下放置6h后,以0.2C恒流放电至2V,测试钠离子电池的放电容量并记为C1;再将此钠离子电池以0.2C恒流充电至电压为4.5V,以0.2C恒流放电至电压为2V,测试钠离子电池的放电容量并记为C2;则55℃满电静置7天容量保持率=C1/C0*100%;55℃满电静置7天容量恢复率=C2/C0*100%;其中,容量保持率的测试结果如图3所示,容量回复率的测试结果如图4所示。从图3和图4可以看出,实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的容量保持率和容量恢复率均要明显大于对比例1、对比例2和对比例3的高温存储的容量保持率和容量回复率,因此可以说明采用本申请实施例提供的钠离子电池的化成方法可以明显提高钠离子电池的高温存储的容量保持率和容量恢复率。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种钠离子电池的化成方法,其特征在于,所述方法包括:
在预设压力和第一温度下,对制备得到的钠离子电池以第一倍率充电至所述钠离子电池的第一容量,得到具有第一层SEI膜的第一钠离子电池,所述第一温度为-25℃~-15℃;
在所述预设压力和第二温度下,对所述第一钠离子电池进行多次充放电处理,以使所述钠离子电池的电解液中溶解的SEI膜成分达到饱和状态,得到具有目标SEI膜的目标钠离子电池,所述第二温度为40℃~60℃,所述目标SEI膜包括所述第一层SEI膜以及在所述第一层SEI膜上形成的第二SEI膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述充放电处理包括:
对所述第一钠离子电池以第二倍率充电至所述钠离子电池的第二容量,并静置预设时间后,以所述第二倍率放电至所述钠离子电池的第三容量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述第一容量为15%~20%,所述第二容量为30%~50%,所述第三容量为5%~10%;
所述第一倍率为0.01~0.05C,所述第二倍率为0.05~0.1C。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述得到化成后的钠离子电池之后,所述方法还包括:
对所述目标钠离子电池进行二封除气处理,得到化成后的目标钠离子电池。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设压力为200~400Kpa,所述充放电处理的处理次数为2~6次。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设时间为0.5~5h。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钠离子电池中的电解液包括:非水有机溶剂、钠盐和添加剂;
所述非水有机溶剂包括环状碳酸脂类化合物和链状碳酸脂类化合物;
所述添加剂包括第一添加剂,所述第一添加剂包括氟化钠、碳酸钠和氧化钠。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述添加剂还包括第二添加剂,所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和1,3-丙烯磺酸内酯。
9.一种钠离子电池,其特征在于,所述钠离子电池采用权利要求1~8任一项所述的钠离子电池的化成方法制备得到。
10.一种电池模块,其特征在于,所述电池模块包括权利要求9所述的钠离子电池。
CN202311630409.7A 2023-11-30 2023-11-30 一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块 Pending CN117559017A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311630409.7A CN117559017A (zh) 2023-11-30 2023-11-30 一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311630409.7A CN117559017A (zh) 2023-11-30 2023-11-30 一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117559017A true CN117559017A (zh) 2024-02-13

Family

ID=89814594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311630409.7A Pending CN117559017A (zh) 2023-11-30 2023-11-30 一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117559017A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017179541A1 (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 株式会社パワージャパンプリュス 蓄電デバイスと、その充電方法および製造方法
CN108140880A (zh) * 2015-10-30 2018-06-08 夏普株式会社 钠离子单电池或电池的化成方法
CN111293289A (zh) * 2018-12-10 2020-06-16 中南大学 一种钠氧化物复合补钠正极活性材料、正极材料、正极、钠离子电池及其电化成补钠方法
CN113097557A (zh) * 2021-03-05 2021-07-09 山东玉皇新能源科技有限公司 一种钠离子电池及其制备方法
CN114335740A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 湖北亿纬动力有限公司 锂离子电池的化成方法和锂离子电池
CN114976267A (zh) * 2022-06-22 2022-08-30 南京工业职业技术大学 一种钠离子单体电池的化成方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108140880A (zh) * 2015-10-30 2018-06-08 夏普株式会社 钠离子单电池或电池的化成方法
WO2017179541A1 (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 株式会社パワージャパンプリュス 蓄電デバイスと、その充電方法および製造方法
CN111293289A (zh) * 2018-12-10 2020-06-16 中南大学 一种钠氧化物复合补钠正极活性材料、正极材料、正极、钠离子电池及其电化成补钠方法
CN113097557A (zh) * 2021-03-05 2021-07-09 山东玉皇新能源科技有限公司 一种钠离子电池及其制备方法
CN114335740A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 湖北亿纬动力有限公司 锂离子电池的化成方法和锂离子电池
CN114976267A (zh) * 2022-06-22 2022-08-30 南京工业职业技术大学 一种钠离子单体电池的化成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108878849B (zh) 富锂氧化物的合成工艺及含该富锂氧化物的锂离子电池
CN109301174B (zh) 正极材料及其制备方法及锂二次电池
CN112151764A (zh) 一种电极极片及其制备方法和应用
CN108232296B (zh) 电解液及锂二次电池
CN104681311A (zh) 一种锂离子电容器的新型预嵌锂方法
CN112635835B (zh) 高低温兼顾的非水电解液及锂离子电池
CN104701031A (zh) 一种锂离子电容器的制作方法及锂离子电容器
CN113809401B (zh) 锂离子电池非水电解液及其应用
WO2021023131A1 (zh) 电解液、锂离子电池及装置
JP2024504217A (ja) 二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置
CN107579301B (zh) 一种磷酸铁锂动力电池的化成工艺
CN110034336B (zh) 一种形成稳定sei膜的电池化成方法
CN112615056B (zh) 一种用于制备电解液的添加剂组合物、及包含添加剂组合物的电解液、锂离子二次电池
CN112713307A (zh) 高电压非水电解液及基于其的锂离子电池
CN115632158B (zh) 二次电池及用电装置
CN115579504A (zh) 一种基于补锂技术的无锂金属负极的锂硫电池及其应用
CN108767316A (zh) 一种三元材料体系锂离子电池电解液及锂离子电池
CN114976205A (zh) 一种锂离子二次电池
CN117559017A (zh) 一种钠离子电池的化成方法、钠离子电池及电池模块
CN114267877A (zh) 一种锂离子电池电解液及锂离子电池
CN109964346A (zh) 用于电池组电池的正电极的活性材料、正电极和电池组电池
CN113690544A (zh) 一种锂金属电池隔膜及其制备方法和锂金属电池
CN113363584A (zh) 一种锂离子电池及其电解液、电极的制造方法
CN112864467A (zh) 一种制备锂离子电池的方法
CN109950612A (zh) 一种非水电解液和锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination