[發明專利]一種鈉離子電池

在審

• 申請號: 202211212322.3
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115458798A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 吳輝;宋浩然
• 申請（專利權）人: 溧陽中科海鈉科技有限責任公司
• 主分類號: H01M10/054
• 分類號: H01M10/054;H01M50/451;H01M50/46
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 蔣志行

本申請實施例提供一種鈉離子電池，涉及新能源領域。鈉離子電池包括電池電芯和電解液；電池電芯包括若干片交替疊加設置的正極片和負極片，正、負極片表面附著的正、負漿料的組分設置在合適的范圍內，電解液包括主料、溶劑、輔料；主料中含有雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉；輔料包括四氟硼酸鈉、碳酸亞乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、甲基磷酸三甲酯中的至少一種。本申請實施例中，電解液中的溶劑和輔料協同配合，并搭配特定的正極漿料和負極漿料，能提升鈉離子電池的安全性能和高溫下的電池容量性能，有利于擴大鈉離子電池的應用場景。

技術領域

本申請涉及新能源領域，具體而言，涉及一種鈉離子電池。

背景技術

鋰離子電池作為新能源技術的重要構成，憑借其自身高能量密度、自放電小、環境友好、無記憶效應和循環性能優異等特性，已成成為了最重要的能量載體且應用在社會的方方面面，例如在儲能設施、動力設施以及家居設施等方面。但鋰資源在全球范圍內分布極不平衡，且我國儲量相對較少，當前碳酸鋰價格暴漲成為了許多鋰離子制造企業發展中最為突出的問題。

相比于鋰離子電池，鈉離子電池的原材料成本低廉且易得、功率性能好、高低溫性能優異與安全性能更加等優勢，在二輪車和小型儲能市場具有較好的應用前景。

但是目前的鈉離子電池在開發階段也存在一些突出的問題，尤其是在安全性能和高溫下的電池容量性能方面。比如：現有的圓柱形鈉離子電池仍然有些安全測試項目不能通過，尤其電芯100％SOC針刺測試；而且現有圓柱形鈉離子電池在高溫擱置測試中，容量保持率顯著低于鋰離子電池；這些問題都在一定程度上限制了鈉離子電池的應用范圍(場景)。

發明內容

本申請實施例可以提供一種鈉離子電池，能提升鈉離子電池的安全性能和高溫下的電池容量性能，有利于擴大鈉離子電池的應用場景。

本申請實施例提供的鈉離子電池包括電池電芯和電解液；電池電芯包括若干片交替疊加設置的正極片和負極片，每片正極片的表面附著有正極漿料，每片負極片的表面附著有負極漿料，且相鄰的正極片和負極片之間設置有隔膜；正極片和負極片的材質均為鋁箔；按質量百分比計，正極漿料包括97.3％～98.4％的正極活性物質、0.3％～0.5％的導電劑、1.2％～2.2％的粘結劑；按質量百分比計，負極漿料包括96.5％～97.4％的負極活性物質、0.2％～0.4％的導電劑、1.0％～1.2％的增稠劑、1.3％～2.0％的粘結劑；電解液的組分包括主料、溶劑、輔料；主料中含有雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉；輔料包括四氟硼酸鈉、碳酸亞乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、甲基磷酸三甲酯中的至少一種。

在上述技術方案中，電池電芯中的隔膜能將正極片和負極片隔開，防止正極片和負極片直接接觸，保證鈉離子電池內部不會發生短路。而且在本申請實施例中，正極片和負極片的材質是相同的，并不會形成電位差，其是通過正負極片表面涂覆不同類型的漿料形成電位差，進而形成電流并對外輸送。

在本申請實施例中，申請人發現，在電池電芯中，將正極漿料中的導電劑的含量控制在0.3％～0.5％的范圍內，負極漿料中的導電劑的含量控制在0.2％～0.4％的范圍內，能在不影響電池的電學性能的情況下，提升電池的安全性能，使其容易通過針刺試驗。此外，在電解液的組分中，溶劑能溶解主料和輔料，在將電解液用于鈉離子電池中時，主料能輔料能起到傳輸離子的作用，以使得鈉離子電池正常工作；而且主料中的雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉可以提升電解液的電導率和熱穩定性。另外，輔料既能提升高溫下鈉離子電池的電池性能，同時具有一定的阻燃作用，能提升鈉離子電池的安全性能。而且在本申請實施例的電解液中，雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉和輔料之間具有協同作用，能進一步地提升鈉離子電池的安全性能和高溫下的電池容量性能。

另外，在本申請實施例中，通過特定含量的導電劑、以及特定組分的電解液之間相互配合，協同作用，能更好地提升鈉離子電池的安全性能和高溫下的電池容量性能，有利于擴大鈉離子電池的應用場景。