CN210224170U - 一种钠离子电池 - Google Patents

一种钠离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN210224170U
CN210224170U CN201920522377.1U CN201920522377U CN210224170U CN 210224170 U CN210224170 U CN 210224170U CN 201920522377 U CN201920522377 U CN 201920522377U CN 210224170 U CN210224170 U CN 210224170U
Authority
CN
China
Prior art keywords
sodium
carbon
active material
layer
positive
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.)
Active
Application number
CN201920522377.1U
Other languages
English (en)
Inventor
Yang Nie
聂阳
Xiongwen Xu
徐雄文
Zhibin Wang
王志斌
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.)
Hunan Nafang New Energy Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Hunan Lifang New Energy Science and 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 Hunan Lifang New Energy Science and Technology Co Ltd filed Critical Hunan Lifang New Energy Science and Technology Co Ltd
Priority to CN201920522377.1U priority Critical patent/CN210224170U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN210224170U publication Critical patent/CN210224170U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及电解液，所述正极片包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体以及涂覆于所述负极集流体至少一表面的负极活性物质层，其特征在于：所述正极集流体和所述负极集流体均包括箔材层以及涂覆于所述箔材层两表面的涂碳层。相比于现有技术，本实用新型的集流体在箔材层的基础上还设置了涂碳层，一方面，减少了粘接剂和导电剂的占比，提高电池的能量密度，另一方面，改善了活性物质层与集流体的粘接性，减少正负极掉料问题。

Description

一种钠离子电池
技术领域
本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池。
背景技术
随着储能体系的不断发展，锂的需求量大大增加，但锂资源储量有限，严重制约了锂离子电池向大规模储能方面的应用。相对于锂离子电池而言，丰富的钠资源使钠离子电池被认为是下一代大规模储能技术的最佳选择之一。
然而由于较大的钠离子半径不利于其在宿主材料中的脱嵌，低的钠离子电池能量密度和功率密度是限制其发展的重要问题。电极材料和电解液的选择对电池的能量及功率密度等性能起到决定性作用。然而，目前的研究仍难以提供兼顾高能量、高功率密度及循环稳定性的钠离子全电池体系。如专利CN109088068A的专利公开了一种钠离子电池，其电解液添加剂的阳离子的电荷/半径比小于钠离子的电荷/半径比，阴极活性材料包括普鲁士蓝类材料，使得钠离子电池具有良好的循环性能。然而，在该技术方案中，不管是阴极片还是阳极片，其中导电剂和粘接剂的占比都比较高，不仅大大降低了电池的能量密度，而且容易导致活性物质脱离集流体或降低材料倍率性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种钠离子电池，提高能量密度，同时减少正负极掉料问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及电解液，所述正极片包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体以及涂覆于所述负极集流体至少一表面的负极活性物质层，所述正极集流体和所述负极集流体均包括箔材层以及涂覆于所述箔材层两表面的涂碳层。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述箔材层为铝箔，所述箔材层的厚度为6～20μm。箔材层的厚度过小起不到很好的汇集电流的作用，而箔材层的厚度过大会增加电池的整体厚度、体积和质量，不仅降低电池的能量密度，而且不能满足现在对电池轻便化的需求。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述涂碳层的单面厚度为0.5～3μm，所述涂碳层的单面面密度为0.5～2.0g/m2。涂碳层的面密度过小，涂碳层的厚度也就相应的变薄，会起不到改善作用，而涂碳层的面密度过大，涂碳层的厚度也就相应的增厚，会降低电池的能量密度，增加电池的重量。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述涂碳层由导电碳材料组成。涂碳层优选纳米导电石墨、碳包覆颗粒、碳纳米管等导电碳材料。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，按质量百分比，所述正极活性物质层包括90％～99％的正极活性物质，0.5％～8％的正极粘接剂和0.5％～8％的正极导电剂。一方面，由于正极集流体中设置了含有导电碳材料的涂碳层，因此，可减少正极导电剂的含量；另一方面，由于正极活性物质层与涂碳层的粘接性比正极活性物质层与箔材层的粘接性好，因此，可减少正极粘接剂的用量。综上，由于设置了涂碳层，减少了正极粘接剂和正极导电剂的含量，不仅提高了正极活性物质的占比，提高了电池的能量密度，而且改善了活性物质与集流体的粘接性，减少正极掉料问题。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述正极活性材料包括磷酸铁钠、磷酸钒钠和普鲁士蓝类正极材料中的至少一种。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，按质量百分比，所述负极活性物质层包括92％～99.5％的负极活性物质，0.2％～6％的负极粘接剂和0.2％～6％的负极导电剂。一方面，由于负极集流体中设置了含有导电碳材料的涂碳层，因此，可减少负极导电剂的含量；另一方面，由于负极活性物质层与涂碳层的粘接性比负极活性物质层与箔材层的粘接性好，因此，可减少负极粘接剂的用量。综上，由于设置了涂碳层，减少了负极粘接剂和负极导电剂的含量，不仅提高了负极活性物质的占比，提高了电池的能量密度，而且改善了活性物质与集流体的粘接性，减少负极掉料问题。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述负极活性物质为无定型碳。无定型碳包括但不限于球形硬碳、片状硬碳。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述电解液包括有机溶剂和钠盐，所述有机溶剂包括酯类溶剂和/或醚类溶剂，优选的，所述有机溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二甲醚和二乙二醇二甲醚中的至少一种；所述钠盐包括六氟磷酸钠、氯化钠、氟化钠、硫酸钠、碳酸钠、磷酸钠、硝酸钠、二氟草酸硼酸钠、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、柠檬酸三钠、偏硼酸钠、硼酸钠、钼酸钠、钨酸钠、溴化钠、亚硝酸钠、碘酸钠、碘化钠、硅酸钠、木质素磺酸钠、草酸钠、铝酸钠、甲基磺酸钠、醋酸钠、重铬酸钠、六氟砷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠、三氟甲烷磺酰亚胺钠和三氟甲烷磺酸钠中的至少一种。
作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述电解液还包括添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、1,2-二氟代碳酸乙烯酯、硫酸亚乙酯、亚硫酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯中的至少一种，所述添加剂的质量含量占所述电解液质量的0.1～15％。
相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：
1)本实用新型的集流体在传统箔材层的基础上设置涂碳层，涂碳层中含有导电碳材料，其具有导电作用，从而能减少正极活性物质层中正极导电剂以及负极活性物质层中负极导电剂的含量，从而提高正极活性材料和负极活性材料的占比，进而提高钠离子电池的能量密度。
2)本实用新型的集流体在传统箔材层的基础上设置涂碳层，相比于箔材层，涂碳层与正极活性物质层中的正极粘接剂和负极活性物质层中的负极粘接剂具有更好的粘接性，一方面，能减少正极粘接剂和负极粘接剂的含量，提高正极活性材料和负极活性材料的占比，提高钠离子电池的能量密度，另一方面，可以改善正极片和负极片掉料的问题，更好地保护集流体。
附图说明
图1是本实用新型中正极或负极的结构示意图之一。
图2是本实用新型中正极或负极的结构示意图之二。
其中：1-正极集流体，2-正极活性材料层，3-负极集流体，4-负极活性材料层，5-箔材层，6-涂碳层。
具体实施方式
一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及电解液，正极片包括正极集流体1以及涂覆于正极集流体1至少一表面的正极活性物质层2，负极片包括负极集流体3以及涂覆于负极集流体3至少一表面的负极活性物质层4，正极集流体1和负极集流体3均包括箔材层5以及涂覆于箔材层5两表面的涂碳层6。
具体地，如图1所示，正极活性物质层2涂覆于正极集流体1的一面，或负极活性物质层3涂覆于负极集流体4的一面。如图2所示，正极活性物质层2涂覆于正极集流体1的两面，或负极活性物质层4涂覆于负极集流体3的两面。
进一步地，箔材层为铝箔，箔材层5的厚度为6～20μm。
进一步地，涂碳层6的单面厚度为0.5～3μm。涂碳层6的单面面密度为0.5～2.0g/m2。
进一步地，涂碳层6由导电碳材料组成。涂碳层6优选纳米导电石墨、碳包覆颗粒、碳纳米管等导电碳材料。
进一步地，按质量百分比，正极活性物质层2包括90％～99％的正极活性物质，0.5％～8％的正极粘接剂和0.5％～8％的正极导电剂。优选的，正极活性材料包括磷酸铁钠NaFePO4、磷酸钒钠Na3V2(PO4)3和普鲁士蓝类正极材料NaxMFe(CN)6(x≥1，M＝Mn、Fe、Co、Ni、Zn)中的至少一种；正极粘接剂为PVDF，正极导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、乙炔黑、碳纤维和科琴黑中的至少一种。
进一步地，按质量百分比，负极活性物质层4包括92％～99.5％的负极活性物质，0.2％～6％的负极粘接剂和0.2％～6％的负极导电剂。负极活性物质为无定型碳。所述负极粘接剂为PVDF或CMC，所述负极导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、乙炔黑、碳纤维和科琴黑中的至少一种。
进一步地，电解液包括有机溶剂和钠盐，有机溶剂包括酯类溶剂和/或醚类溶剂，优选的，有机溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二甲醚和二乙二醇二甲醚中的至少一种；钠盐包括六氟磷酸钠、氯化钠、氟化钠、硫酸钠、碳酸钠、磷酸钠、硝酸钠、二氟草酸硼酸钠、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、柠檬酸三钠、偏硼酸钠、硼酸钠、钼酸钠、钨酸钠、溴化钠、亚硝酸钠、碘酸钠、碘化钠、硅酸钠、木质素磺酸钠、草酸钠、铝酸钠、甲基磺酸钠、醋酸钠、重铬酸钠、六氟砷酸钠、四氟硼酸钠、高氯酸钠、三氟甲烷磺酰亚胺钠和三氟甲烷磺酸钠中的至少一种。
进一步地，电解液还包括添加剂，添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、1,2-二氟代碳酸乙烯酯、硫酸亚乙酯、亚硫酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯中的至少一种，添加剂的质量含量占所述电解液质量的0.1～15％。
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。
实施例1
正极片：正极集流体选用厚度为6μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为0.5μm、单面面密度为0.5g/m2的涂碳层；正极活性材料选用橄榄石结构NaFePO4，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为NaFePO4:PVDF:Sup-p＝90％:4％:6％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
负极片：负极集流体选用厚度为6μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为0.5μm、单面面密度为0.5g/m2的涂碳层；负极活性物质选用球形硬碳，D50＝8～10μm，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为球形硬碳:PVDF:Sup-p＝97％:2％:1％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
电解液：溶剂选用碳酸二甲酯，钠盐选用1mol/L的六氟磷酸钠，添加2％的氟代碳酸乙烯酯。
隔膜：选用PE膜作为隔膜。
对上述正极片、负极片、隔膜通过卷绕制备成电芯，然后用铝塑壳封装，之后注入上述电解液，再经过高温化成分容得到钠离子电池。
实施例2
与实施例1不同的是：
正极片：正极集流体选用厚度为10μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为1μm、单面面密度为1.0g/m2的涂碳层；正极活性材料选用橄榄石结构NaFePO4，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为NaFePO4:PVDF:Sup-p＝90％:4％:6％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例3
与实施例1不同的是：
正极片：正极集流体选用厚度为12μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为1.5μm、单面面密度为1.2g/m2的涂碳层；正极活性材料选用橄榄石结构NaFePO4，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为NaFePO4:PVDF:Sup-p＝90％:4％:6％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例4
与实施例1不同的是：
正极片：正极集流体选用厚度为15μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为2μm、单面面密度为1.5g/m2的涂碳层；正极活性材料选用橄榄石结构NaFePO4，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为NaFePO4:PVDF:Sup-p＝90％:4％:6％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例5
与实施例1不同的是：
正极片：正极集流体选用厚度为20μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为3μm、单面面密度为2.0g/m2的涂碳层；正极活性材料选用橄榄石结构NaFePO4，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为NaFePO4:PVDF:Sup-p＝90％:4％:6％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例6
与实施例1不同的是：
正极片：正极集流体选用厚度为4μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为0.3μm、单面面密度为0.3g/m2的涂碳层；正极活性材料选用橄榄石结构NaFePO4，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为NaFePO4:PVDF:Sup-p＝90％:4％:6％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例7
与实施例1不同的是：
正极片：正极集流体选用厚度为22μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为4μm、单面面密度为2.5g/m2的涂碳层；正极活性材料选用橄榄石结构NaFePO4，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为NaFePO4:PVDF:Sup-p＝90％:4％:6％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例8
与实施例1不同的是：
正极片：正极集流体选用厚度为6μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为0.5μm、单面面密度为0.5g/m2的涂碳层；正极活性材料选用磷酸钒钠Na3V2(PO4)3，导电剂选用碳纳米管，粘结剂选用PVDF，配方为Na3V2(PO4)3:PVDF:碳纳米管＝95％:2％:3％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例9
与实施例1不同的是：
正极片：正极集流体选用厚度为6μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为0.5μm、单面面密度为0.5g/m2的涂碳层；正极活性材料选用普鲁士蓝类正极材料Na1.72MnFe(CN)6，导电剂选用乙炔黑，粘结剂选用PVDF，配方为Na1.72MnFe(CN)6:PVDF:乙炔黑＝99％:0.5％:0.5％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例10
与实施例1不同的是：
负极片：负极集流体选用厚度为10μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为1μm、单面面密度为1.0g/m2的涂碳层；负极活性物质选用球形硬碳，D50＝8～10μm，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为球形硬碳:PVDF:Sup-p＝97％:2％:1％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例11
与实施例1不同的是：
负极片：负极集流体选用厚度为12μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为1μm、单面面密度为1.0g/m2的涂碳层；负极活性物质选用球形硬碳，D50＝8～10μm，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为球形硬碳:PVDF:Sup-p＝97％:2％:1％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例12
与实施例1不同的是：
负极片：负极集流体选用厚度为15μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为2μm、单面面密度为1.5g/m2的涂碳层；负极活性物质选用球形硬碳，D50＝8～10μm，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为球形硬碳:PVDF:Sup-p＝97％:2％:1％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例13
与实施例1不同的是：
负极片：负极集流体选用厚度为20μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为3μm、单面面密度为2.0g/m2的涂碳层；负极活性物质选用球形硬碳，D50＝8～10μm，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为球形硬碳:PVDF:Sup-p＝97％:2％:1％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例14
与实施例1不同的是：
负极片：负极集流体选用厚度为4μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为0.3μm、单面面密度为0.3g/m2的涂碳层；负极活性物质选用球形硬碳，D50＝8～10μm，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为球形硬碳:PVDF:Sup-p＝97％:2％:1％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例15
与实施例1不同的是：
负极片：负极集流体选用厚度为22μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为3.5μm、单面面密度为2.5g/m2的涂碳层；负极活性物质选用球形硬碳，D50＝8～10μm，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为球形硬碳:PVDF:Sup-p＝97％:2％:1％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例16
与实施例1不同的是：
负极片：负极集流体选用厚度为6μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为0.5μm、单面面密度为0.5g/m2的涂碳层；负极活性物质选用片状硬碳，导电剂选用碳纤维，粘结剂选用CMC，配方为片状硬碳:CMC:碳纤维＝99.5％:0.3％:0.2％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例17
与实施例1不同的是：
负极片：负极集流体选用厚度为6μm的铝箔，并在铝箔的两面涂覆单面厚度为0.5μm、单面面密度为0.5g/m2的涂碳层；负极活性物质选用球型硬碳和片状硬碳，导电剂选用科琴黑，粘结剂选用CMC，配方为(球型硬碳+片状硬碳):CMC:碳纤维＝92％:5％:3％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例18
与实施例1不同的是：
电解液：溶剂选用碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯，钠盐选用1mol/L的三氟甲烷磺酸钠，添加5％的硫酸亚乙酯。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例19
与实施例1不同的是：
电解液：溶剂选用乙二醇二甲醚，钠盐选用1mol/L的二氟草酸硼酸钠，添加0.1％的1,2-二氟代碳酸乙烯酯。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例20
与实施例1不同的是：
电解液：溶剂选用碳酸甲乙酯和二乙二醇二甲醚，钠盐选用1mol/L的高氯酸钠，添加15％的碳酸亚乙烯酯。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例1
正极片：正极集流体选用厚度为6μm的铝箔；正极活性材料选用橄榄石结构NaFePO4，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为NaFePO4:PVDF:Sup-p＝80％:10％:10％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在正极集流体上。
负极片：负极集流体选用厚度为6μm的铝箔；负极活性物质选用球形硬碳，D50＝8～10μm，导电剂选用Sup-p导电炭黑，粘结剂选用PVDF，配方为球形硬碳:PVDF:Sup-p＝88％:8％:4％，将三者通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂混合调成浆料均匀涂敷在集流体上。
电解液：溶剂选用碳酸二甲酯，钠盐选用1mol/L的六氟磷酸钠，添加2％的氟代碳酸乙烯酯。
隔膜：选用PE膜作为隔膜。
对上述正极片、负极片、隔膜通过卷绕制备成电芯，然后用铝塑壳封装，之后注入上述电解液，再经过高温化成分容得到钠离子电池。
性能测试
对实施例1～20以及对比例1制得的电池进行性能测试，具体结果见表1。
表1性能测试结果
Figure BDA0002030996860000151
Figure BDA0002030996860000161
由表1可以看出，本实用新型的钠离子电池其能量密度高于直接以铝箔作为集流体的钠离子电池的能量密度，而且本实用新型的钠离子电池的倍率性能优于直接以铝箔作为集流体的钠离子的倍率性能。这是因为，本实用新型的集流体包括箔材层以及设置于箔材层的两面的涂碳层，一方面，涂碳层中含有的是导电碳材料，其能降低活性物质层中导电剂的用量，另一方面，活性物质层与涂碳层的粘接性优于活性物质层与箔材层的粘接性，从而能降低活性物质层中粘接剂的用量，也就是说，本实用新型降低了活性物质层中导电剂和粘接剂的占比，提高活性物质的占比，从而提高的电池的能量密度。另外，由于活性物质层与涂碳层的粘接性较好，从而减少了正极片和负极片的掉料，使得正极片和负极片具有良好的界面，进而提高了电池的倍率性能。
具体地，由实施例1～7对比可以看出，当正极片的箔材层厚度为12μm的铝箔且涂碳层的单面厚度为1.5μm、单面面密度为1.2g/m2(实施例3)时，电池的性能最佳；而当正极片的箔材层的厚度过薄且涂碳层的单面厚度以及单面面密度过小(实施例6)时，电池的性能较差；同样地，当正极片的箔材层的厚度过薄且涂碳层的单面厚度以及单面面密度过小(实施例7)时，电池的性能较差。
同样地，由实施例1、实施例10～15对比可知，当负极片的箔材层厚度为15μm的铝箔且涂碳层的单面厚度为2μm、单面面密度为1.5g/m2(实施例12)时，电池的性能最佳；而当负极片的箔材层的厚度过薄且涂碳层的单面厚度以及单面面密度过小(实施例14)时，电池的性能较差；同样地，当负极片的箔材层的厚度过薄且涂碳层的单面厚度以及单面面密度过小(实施例15)时，电池的性能较差。
除此之外，由实施例1、8～9、16～20可以看出，选用本实用新型中所列举的正极活性物质、负极活性物质以及电解液，并且将各组分的占比控制在本实用新型的范围内，其得到钠离子电池的能量密度都能达到150Wh/kg以上，倍率性能也比较优异。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (8)

1.一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及电解液，所述正极片包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体以及涂覆于所述负极集流体至少一表面的负极活性物质层，其特征在于：所述正极集流体和所述负极集流体均包括箔材层以及涂覆于所述箔材层两表面的涂碳层。
2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于：所述箔材层为铝箔，所述箔材层的厚度为6~20μm。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于：所述涂碳层的单面厚度为0.5~3μm，所述涂碳层的单面面密度为0.5~2.0g/m2。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于：所述涂碳层由导电碳材料组成。
5.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于：所述正极活性物质层包括正极活性物质、正极粘接剂和正极导电剂。
6.根据权利要求5所述的钠离子电池，其特征在于：所述正极活性材料为磷酸铁钠、磷酸钒钠或普鲁士蓝类正极材料。
7.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于：所述负极活性物质层包括负极活性物质、负极粘接剂和负极导电剂。
8.根据权利要求7所述的钠离子电池，其特征在于：所述负极活性物质为无定型碳。
CN201920522377.1U 2019-04-17 2019-04-17 一种钠离子电池 Active CN210224170U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201920522377.1U CN210224170U (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种钠离子电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201920522377.1U CN210224170U (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种钠离子电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN210224170U true CN210224170U (zh) 2020-03-31

Family

ID=69923281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201920522377.1U Active CN210224170U (zh) 2019-04-17 2019-04-17 一种钠离子电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN210224170U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110021755A (zh) * 2019-04-17 2019-07-16 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种钠离子电池
CN113991089A (zh) * 2021-11-11 2022-01-28 雅迪科技集团有限公司 钠离子电池及其制备方法
WO2024065576A1 (zh) * 2022-09-30 2024-04-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 钠离子电池及包含其的用电装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110021755A (zh) * 2019-04-17 2019-07-16 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种钠离子电池
CN113991089A (zh) * 2021-11-11 2022-01-28 雅迪科技集团有限公司 钠离子电池及其制备方法
CN113991089B (zh) * 2021-11-11 2023-04-28 雅迪科技集团有限公司 钠离子电池及其制备方法
WO2024065576A1 (zh) * 2022-09-30 2024-04-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 钠离子电池及包含其的用电装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101510625B (zh) 一种超高倍率锂离子电池
CN108428867A (zh) 快充型锂离子电池及其制备方法
CN109585781A (zh) 一种锂离子电池负极极片以及应用该极片的锂离子电池
CN110021755A (zh) 一种钠离子电池
CN102694201A (zh) 一种锂离子电池
CN210224170U (zh) 一种钠离子电池
CN102956895B (zh) 表面复合包覆的正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN110416543A (zh) 负极材料及包含其的电化学装置和电子装置
CN109687014A (zh) 一种高能量密度快充型锂离子动力电池
US20230187638A1 (en) Electrode plate, secondary battery and preparation method therefor and device comprising secondary battery
US9023521B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP7311497B2 (ja) リチウムイオン電池および電子デバイス
WO2020135110A1 (zh) 负极活性材料、电池及装置
CN105047863A (zh) 一种用于锂电池的正极材料及其制备方法
CN111799470B (zh) 正极极片及钠离子电池
CN114665065A (zh) 一种正极极片及其制备方法和应用
CN114613974B (zh) 一种长寿命快充型锂离子电池负极材料及其制备方法
CN105551822A (zh) 一种高温混合型超级电容器及其制备方法
CN109671943A (zh) 一种高首效硅碳复合负极材料及其制备方法
CN113497222A (zh) 一种锂离子电池正极浆料及正极极片
CN113594459B (zh) 一种具有多层结构的复合负极材料及其制备方法和应用
CN113471512B (zh) 一种低温锂电池
CN113972377A (zh) 一种镍基高熵合金/碳纳米管改性锂氟化碳电池正极片及其制备方法
CN117497835A (zh) 固态电芯及其制备方法与固态电池
CN208674263U (zh) 复合型负极和锂二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220221

Address after: 412000 standard plant code No. 1 Plant No. 1 in plot J of Tianyi Science and Technology City independent entrepreneurship Park, Qunfeng Town, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee after: Hunan Nafang New Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 412000 plot J of Tianyi Science and Technology City independent business park, 128 Chuangye Avenue, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee before: HUNAN LIFANG NEW ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.