[發(fā)明專利]一種高循環(huán)性保持率的鈉離子電芯及其制備方法

在審

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• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN115966688A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 徐鴻翔
• 申請（專利權）人: 徐鴻翔
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/36;H01M10/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及H01M10/00領域，具體為一種高循環(huán)性保持率的鈉離子電芯及其制備方法，主要包括正極材料、負極材料、電解液，通過選擇特定正極、負極活性材料，導電材料，黏結材料得到穩(wěn)定性高、粘度適合并且流動性好的漿料，將正、負極漿料涂布與極片上，之后進行碾壓、分切、卷繞得到鈉離子裸電芯，將水系電解液注入鈉離子裸電芯得到鈉離子電芯。該鈉離子電芯成本低，環(huán)保，生產(chǎn)工序簡單，可靠性高，具有優(yōu)異的倍率性能，延長鈉離子電芯循環(huán)壽命，可在循環(huán)10000?20000次后容量保持率維持在90％以上，解決了有機溶劑型鈉離子電芯不環(huán)保并存在安全隱患的問題，滿足手機、電腦等需要多次充放電產(chǎn)品的實際使用需求。

技術領域

本發(fā)明涉及H01M10/00領域，具體為一種高循環(huán)性保持率的鈉離子電芯及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池因其能量密度高、循環(huán)壽命長等特點，占據(jù)了二次電池的主要市場。目前，最先進的儲能系統(tǒng)大多采用鋰離子電池技術。但是，鋰離子電池價格較高，鋰資源短缺，鈉離子電池作為一種新型化學電源，具有資源儲量豐富、成本低等優(yōu)點，在大規(guī)模儲能領域具有廣闊的應用前景。

中國專利CN102544514B公開了一種表面碳修飾鋰離子電池正極材料及其制備方法，通過采用羥醛樹脂修飾LiNi0.5Mn1.5O4，碳化后得到的正極材料具有優(yōu)異的倍率性能，但是鋰離子電池原料成本價格較高，循環(huán)保持率有待提升；中國專利CN112563484A公開了一種鈉離子電池正極材料及其制備方法、鈉離子電池，通過控制前驅(qū)體混合液在高溫高壓的條件下進行反應得到具有層狀結構的類球形顆粒狀鈉離子電池正極材料，但是由于鈉離子的一些本征性質(zhì)的限制，其循環(huán)壽命和倍率性能等仍不能滿足現(xiàn)今大規(guī)模儲能技術的需求，而且現(xiàn)有鈉離子電池多采用酯類有機電解液，由于其含有大量的有機易燃溶劑，當電池出現(xiàn)熱失控后會發(fā)生爆燃，給電池帶來了極大的安全隱患。

因此，提供一種成本低的高循環(huán)性保持率的鈉離子電芯，以解決有機溶劑型不環(huán)保并存在安全隱患的問題，有效改善鈉離子電池的循環(huán)壽命和倍率性能，滿足手機、電腦等需要多次充放電產(chǎn)品的實際使用需求，具有重要的現(xiàn)實研究意義和應用價值。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明一方面提供了一種高循環(huán)性保持率的鈉離子電芯，主要包括正極材料、負極材料、電解液。

作為一種優(yōu)選的技術方案，所述正極材料包括正極極片，正極活性材料，導電材料A，黏結材料A，溶劑A；

作為一種優(yōu)選的技術方案，所述正極極片選自鋁箔、銅箔中的任意一種；所述正極極片的厚度為5-8μm；優(yōu)選的，所述正極極片為銅箔，所述正極極片的厚度為6μm，本申請通過采用厚度為6μm的銅箔作為正極極片，避免了在加工過程中的極片厚度的反彈，保證電池的性能。

在鈉離子電芯的加工過程中，材料的選擇影響加工效果和難易度進而影響最終鈉離子電芯的性能。而鈉離子電芯正極材料是決定鈉離子電芯能量密度、功率密度、循環(huán)壽命和安全性能等指標的關鍵，作為一種優(yōu)選的技術方案，按重量份計，所述正極材料包括正極活性材料25-33份，導電材料A5-8份，黏結材料A6-10份，溶劑A30-40份，提供穩(wěn)定性高、粘度適合并且流動性好的正極漿料，有助于保證鈉離子電芯的容量、循環(huán)壽命和安全性。

作為一種優(yōu)選的技術方案，所述正極活性材料選自層狀氧化物材料、聚陰離子型正極材料以及普魯士藍正極材料中的至少一種；