CN218385336U - 一种便于快速生产的钠离子电池结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便于快速生产的钠离子电池结构，它包括由正极片、负极片和隔离正负极的隔膜通过叠片而成的电芯，其特征在于，所述隔膜朝向正极片的一面涂覆有正极材料层，隔膜朝向负极片的一面涂覆有负极材料层，所述正极片是未涂覆正极材料的正极片，所述负极片是未涂覆负极材料的负极片。本实用新型通过将负极材料和正极材料均设置在隔膜上，可通过隔膜涂覆生产线实现快速生产，无需再设置正极或者负极涂覆生产线，进而减少了钠离子电池的生产设备，降低了生产投入，实现了钠离子电池的快速化、标准化、批量化生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及钠离子电池技术领域，特别是一种便于快速生产的钠离子电池结构。
背景技术
钠离子电池因其具有高安全性、丰富的资源储备和快充快放等优势被科研界和产业界广泛关注，而且其较低的成本价格也更易于产业化，因此钠离子电池被认为是有潜力成为锂电替代或是增补的电化学储能装置。
传统意义上的钠离子电池是把正负极材料涂敷在集流体表面，从而组装成电池，但是应用这种方式带来的后果就是电极材料易于脱落，降低了材料的利用效率。中国专利CN205810971U公开了一种隔膜上涂覆正极材料的电池，该电池的正极为未被正极活性材料涂覆的正极片，负极为涂覆有负极活性材料的负极片，隔膜朝向正极片的一侧表面涂覆有正极活性材料。该结构可极大地降低电池厚度和硬度，有利于将电池做得更薄、更软，避免了正极片弯曲时正极活性材料打破脱落的情况，从未提高了电芯性能的稳定性，降低了电池内部的电阻，降低了电池在充放电过程中的放热量。然而，该电池结构并不是最优的技术方案，其负极活性材料还需要涂覆在负极片上，不能降低隔膜与负极片之间的内阻，而且在批量生产方面，不仅需要设置隔膜涂覆生产线，还需要设置负极片涂覆生产线，并未降低原生产线的设备投入和生产成本，多条涂覆生产线的设置难以实现标准化批量化生产，产品质量的稳定性也难以控制。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种便于快速生产的钠离子电池结构，本实用新型通过将负极材料和正极材料均设置在隔膜上，可通过隔膜涂覆生产线实现快速生产，无需再设置正极或者负极涂覆生产线，进而减少了钠离子电池的生产设备，降低了生产投入，实现了钠离子电池的快速化、标准化、批量化生产，同时，对于钠离子电池本身来说，本实用新型的结构还进一步降低了电池内阻，更有利于制备成柔性电池，进而更适合于可穿戴设备领域，提高了钠离子电池的商用价值。
本实用新型采用的技术方案如下：一种便于快速生产的钠离子电池结构，它包括由正极片、负极片和隔离正负极的隔膜通过叠片而成的电芯，所述隔膜朝向正极片的一面涂覆有正极材料层，隔膜朝向负极片的一面涂覆有负极材料层，所述正极片是未涂覆正极材料的正极片，所述负极片是未涂覆负极材料的负极片。
进一步，所述正极材料层的厚度为100-150um，涂覆面密度为10-30mg/cm2。正极材料层的厚度可以为100um、110um、120um、130um、140umm、150um等，优选为120um。相应地，涂覆面密度可以为10mg/cm2、14mg/cm2、16mg/cm2、18mg/cm2、20mg/cm2、22mg/cm2、24mg/cm2、26mg/cm2、30mg/cm2等，优选为20mg/cm2。
进一步，所述负极材料层的厚度为100-200um，涂覆面密度为10-30mg/cm2。负极材料层的厚度可以为100um、110um、120um、130um、140umm、150um、160um、170um、180um、190um、200um等，优选为150um。相应地，涂覆面密度可以为10mg/cm2、14mg/cm2、16mg/cm2、18mg/cm2、20mg/cm2、22mg/cm2、24mg/cm2、26mg/cm2、30mg/cm2等，优选为20mg/cm2。
作为优选，所述正极片为铝箔。
作为优选，为了更好地实现钠离子电池的快速生产，同时降低生产企业的生产成本，所述负极片为铝箔。
进一步，所述正极片与正极材料层粘接，所述负极片与负极材料层粘接。
进一步，所述正极材料层由正极浆料涂覆干燥后形成，所述正极浆料由正极材料、导电剂以及粘结剂按照质量比为7:2:1配制而成。
作为优选，所述正极材料为三元层状金属氧化物，例如可以是镍钴锰酸钠三元层状氧化物，镍钴铝酸钠三元层状氧化物等，当然本实用新型的正极材料还可以是钴酸钠、磷酸铁钠等。相应地，导电剂优选为AB(乙炔黑)，粘结剂优选为PVDF(聚偏氟乙烯)。
进一步，所述负极材料层由负极浆料涂覆干燥后形成，所述负极浆料由负极材料、导电剂以及粘结剂按照质量比为8:1:1配制而成。相应地，导电剂优选为AB(乙炔黑)，粘结剂优选为SBR(丁苯橡胶)。
作为优选，所述负极材料为硬碳。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将负极材料和正极材料均设置在隔膜上，可通过隔膜涂覆生产线实现快速生产，无需再设置正极或者负极涂覆生产线，进而减少了钠离子电池的生产设备，降低了生产投入，实现了钠离子电池的快速化、标准化、批量化生产，稳定了产品质量，同时，对于钠离子电池本身来说，本实用新型的电池结构还进一步降低了电池内阻，更有利于制备成柔性电池，进而更适合于可穿戴设备领域，提高了钠离子电池的商用价值。
附图说明
图1是本实用新型的一种钠离子电池结构示意图；
图2是本实用新型的钠离子电池机理放电示意图。
图中标记：1为隔膜，2为正极材料层，3为负极材料层，4为正极片，5为负极片，6为钠离子。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种便于快速生产的钠离子电池结构，它包括由正极片4、负极片5和隔离1正负极的隔膜1卷绕而成的电芯，所述隔膜1朝向正极片4的一面涂覆有正极材料层2，隔膜1朝向负极片5的一面涂覆有负极材料层3，所述正极片4是未涂覆正极材料的正极片，所述负极片5是未涂覆负极材料的负极片。
在本实用新型中，所述正极片与正极材料层粘接，所述负极片与负极材料层粘接，所述正极材料层的厚度为100-150um，涂覆面密度为10-30mg/cm2，正极材料层由正极浆料涂覆干燥后形成，所述正极浆料由正极材料、导电剂以及粘结剂按照质量比为7:2:1配制而成，所述负极材料层的厚度为100-200um，涂覆面密度为10-30mg/cm2，所述负极材料层由负极浆料涂覆干燥后形成，所述负极浆料由负极材料、导电剂以及粘结剂按照质量比为8:1:1配制而成。所述正极片和负极片均为铝箔。
为了更好地说明本实用新型，以本实用新型的钠离子电池结构组装成常规扣式电池为例，其组装过程包括以下步骤：
S1、将镍钴锰酸钠三元层状氧化物、AB、PVDF按照质量比为7:2:1的比称取200mg，然后加入到玛瑙研钵中，在室温下研磨10min，之后加入适量的NMP(N-甲基吡咯烷酮)，继续研磨至少20min以上，最终形成正极浆料，然后采用刮涂的方式涂敷在隔膜的一个面上；
S2、将硬碳、AB、SBR按照质量比为8:1:1的比称取200mg，按照步骤S1的方式制备负极浆料，然后采用刮涂的方式涂敷在隔膜的另一个面上；
S3、将把涂有正极浆料和负极浆料的隔膜放置于60℃的鼓风干燥箱干燥12h，之后进行裁切，确保干燥后的正极材料层厚度为120um，负极材料层的厚度为150um；
S4、正极片和负极片均采用铝箔，然后按照常规扣式电池的组装方式进行组装，得到钠离子扣式电池，钠离子扣式电池放电示意图如图2所示。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种便于快速生产的钠离子电池结构，它包括由正极片、负极片和隔离正负极的隔膜通过叠片而成的电芯，其特征在于，所述隔膜朝向正极片的一面涂覆有正极材料层，隔膜朝向负极片的一面涂覆有负极材料层，所述正极片是未涂覆正极材料的正极片，所述负极片是未涂覆负极材料的负极片。
2.如权利要求1所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述正极材料层的厚度为100-150um，涂覆面密度为10-30mg/cm2。
3.如权利要求1所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述负极材料层的厚度为100-200um，涂覆面密度为10-30mg/cm2。
4.如权利要求3所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述正极片为铝箔。
5.如权利要求4所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述负极片为铝箔。
6.如权利要求1-5任一所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述正极片与正极材料层粘接，所述负极片与负极材料层粘接。
7.如权利要求6所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述正极材料层由正极浆料涂覆干燥后形成，所述正极浆料由正极材料、导电剂以及粘结剂按照质量比为7:2:1配制而成。
8.如权利要求7所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述正极材料为三元层状金属氧化物。
9.如权利要求6所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述负极材料层由负极浆料涂覆干燥后形成，所述负极浆料由负极材料、导电剂以及粘结剂按照质量比为8:1:1配制而成。
10.如权利要求9所述的便于快速生产的钠离子电池结构，其特征在于，所述负极材料为硬碳。
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