一種可快充電的鈉離子電池及其制備方法技術

本發明專利技術屬于電池技術領域，具體涉及一種可快充電的鈉離子電池及其制備方法

【技術實現步驟摘要】
一種可快充電的鈉離子電池及其制備方法


[0001]本專利技術屬于電池
，具體涉及一種可快充電的鈉離子電池及其制備方法
。

技術介紹

[0002]目前，鈉離子池產品逐步在電動低速車輛
、
新能乘用車
、
新能源船舶
、
航空航天和國防軍事等領域獲得廣泛應用，其推動了新能源行業的飛速發展
。
人類進入了新能源時代，享受著新能源帶來的環保
、
綠色和安全的生活體驗
。
人們在追求生活體驗的同時也提出了更高要求，比如續航里程及循環壽命等，特別是快充，要求像加油一樣快，甚至比加油更快一些，這就要求鈉離子電池具有能量密度更高
、
循環壽命更長且可快速充電等性能，所以對鈉離子電池正極材料需求也會更高
。
[0003]鈉離子電池企業目前更多聚焦于層狀金屬氧化物
、
普魯士藍以及聚陰離子等三大技術的研究
。
其中，普魯士藍低成本，但其最大問題在于結晶水難以去除，而且普魯士藍的制備涉及劇毒氰化鈉，生產供應需要具備特殊資質，產業化困難；聚陰離子能量密度太低，不適合應用于動力電池的低速電動車和乘用車
。
而層狀金屬氧化物能量密度較高，更適合應用于動力電池低速電動車和乘用車，且能與鋰離子電池共用部分產線，比較容易產業，是目前鈉離子電池主流方向，但其材料結構穩定性差，同時還存在克容量發揮不穩定
、
循環壽命比較差和倍率性能低等缺點
。
[0004]公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術
。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于提供一種可快充電的鈉離子電池及其制備方法，以解決
技術介紹
中鈉離子電池存在的問題
。
[0006]為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：
[0007]一種可快充電的鈉離子電池，其特征在于，包括正極片
、
負極片
、
電解液
、
隔膜和殼體
。
[0008]更為具體的，所述正極片包括正極活性物質
、
正極導電劑
、
正極納米添加劑
、
正極粘合劑和正極集流體；其中，所述正極活性物質為
NaNi
X
Fe
Y
Mn
R
O2三元層狀氧化物，其中，
X
：
Y
：
R
為1?8：1?3：1?3；所述正極導電劑為乙炔黑
、
導電石墨
、
碳納米管和石墨烯的一種或多種的混合物；所述正極納米添加劑為納米
SiO2和納米
Al2O3中的一種或二種的混合物；所述正極粘合劑為聚偏二氟乙烯
、
六氟丙烯和聚四氟乙烯中的一種或二種的混合物；所述正極集流體為三維多孔鋁箔
。
[0009]更為具體的，所述正極納米添加劑的粒徑分布范圍為
10
?
50nm
，平均粒徑為
25nm
；所述正極粘合劑的分子量大于
120
道爾頓；所述正極集流體厚度為
100
?
400
μ
m
，孔徑為
50
?
100
μ
m
，孔隙率為
40
?
60
％
。
[0010]更為具體的，所述負極片包括負極活性物質
、
負極導電劑
、
負極納米添加劑
、
負極
粘合劑和負極集流體；其中，所述負極活性物質為硬碳和軟碳中的一種或二種的混合物；所述負極導電劑為乙炔黑
、
導電石墨
、
碳納米管和石墨烯的一種或多種的混合物；所述負極納米添加劑為納米
SiO2和納米
Al2O3中的一種或二種的混合物；所述負極粘合劑為丁苯橡膠
、
羧甲基纖維素鈉和親水性高分子聚合物丙烯酸酯類的一種或多種的混合物；所述負極集流體為三維多孔鋁箔
。
[0011]更為具體的，所述負極納米添加劑的粒徑分布范圍為
10
?
50nm
，平均粒徑為
25nm
；所述負極集流體厚度為
100
?
400
μ
m
，孔徑為
50
?
100
μ
m
，孔隙率為
40
?
60
％
。
[0012]更為具體的，所述電解液為鈉鹽和溶劑；其中，所述鈉鹽為六氟磷酸鈉
、
雙草酸硼酸酯鈉和高氯酸鈉中的一種或多種的混合物；所述溶劑為碳酸乙烯酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯中的一種或多種的混合物
。
[0013]更為具體的，所述隔膜為
PP/PE/PP
中的一層或二層或三層復合膜；所述隔膜表面涂覆有一層厚度為1?3μ
m
的納米
SiO2和納米
Al2O3中的一種或二種的混合物
。
[0014]更為具體的，所述殼體為厚度
120
?
170
μ
m
的鋁塑膜，其由尼龍層的外阻層
、
鋁箔的阻透層和
CPP
的熱封層組成
。
[0015]本專利技術還提供了所述可快充電的鈉離子電池的制備方法，包括以下步驟：
[0016]S1.
制備正極片
[0017]將稱取的正極活性物質
、
正極導電劑
、
正極納米添加劑和正極粘合劑依次倒入攪拌桶內，設置攪拌的自轉和公轉速度分別為
500
?
2000r/min
和
10
?
30r/min
，攪拌1?
2h
，將材料攪拌均勻后加入溶劑；然后設置攪拌的自轉和公轉速度分別為
500
?
4000r/min
和
10
?
45r/min
，攪拌3?
5h
，將材料攪拌均勻，制成的漿料粘度為
3000
?
7000Pa.S
；利用涂布機將漿料涂敷到正極集流體上，通過涂布工序，烘箱將溶劑烘干制備出涂布后正極片，設置烘箱溫度
95
?
145℃
，控制正極片表面平整光滑，無顆粒，無掉料；再通過輥壓工序按照極片壓實密度
3.0
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種可快充電的鈉離子電池，其特征在于，包括正極片
、
負極片
、
電解液
、
隔膜和殼體
。2.
根據權利要求1所述的可快充電的鈉離子電池，其特征在于，所述正極片包括正極活性物質
、
正極導電劑
、
正極納米添加劑
、
正極粘合劑和正極集流體；其中，所述正極活性物質為
NaNi
X
Fe
Y
Mn
R
O2三元層狀氧化物，其中，
X
：
Y
：
R
為1?8：1?3：1?3；所述正極導電劑為乙炔黑
、
導電石墨
、
碳納米管和石墨烯的一種或多種的混合物；所述正極納米添加劑為納米
SiO2和納米
Al2O3中的一種或二種的混合物；所述正極粘合劑為聚偏二氟乙烯
、
六氟丙烯和聚四氟乙烯中的一種或二種的混合物；所述正極集流體為三維多孔鋁箔
。3.
根據權利要求2所述的可快充電的鈉離子電池，其特征在于，所述正極納米添加劑的粒徑分布范圍為
10
?
50nm
，平均粒徑為
25nm
；所述正極粘合劑的分子量大于
120
道爾頓；所述正極集流體厚度為
100
?
400
μ
m
，孔徑為
50
?
100
μ
m
，孔隙率為
40
?
60
％
。4.
根據權利要求1所述的可快充電的鈉離子電池，其特征在于，所述負極片包括負極活性物質
、
負極導電劑
、
負極納米添加劑
、
負極粘合劑和負極集流體；其中，所述負極活性物質為硬碳和軟碳中的一種或二種的混合物；所述負極導電劑為乙炔黑
、
導電石墨
、
碳納米管和石墨烯的一種或多種的混合物；所述負極納米添加劑為納米
SiO2和納米
Al2O3中的一種或二種的混合物；所述負極粘合劑為丁苯橡膠
、
羧甲基纖維素鈉和親水性高分子聚合物丙烯酸酯類的一種或多種的混合物；所述負極集流體為三維多孔鋁箔
。5.
根據權利要求4所述的可快充電的鈉離子電池，其特征在于，所述負極納米添加劑的粒徑分布范圍為
10
?
50nm
，平均粒徑為
25nm
；所述負極集流體厚度為
100
?
400
μ
m
，孔徑為
50
?
100
μ
m
，孔隙率為
40
?
60
％
。6.
根據權利要求1所述的可快充電的鈉離子電池，其特征在于，所述電解液為鈉鹽和溶劑；其中，所述鈉鹽為六氟磷酸鈉
、
雙草酸硼酸酯鈉和高氯酸鈉中的一種或多種的混合物；所述溶劑為碳酸乙烯酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯中的一種或多種的混合物
。7.
根據權利要求1所述的可快充電的鈉離子電池，其特征在于，所述隔膜為
PP/PE/PP
中的一層或二層或三層復合膜；所述隔膜表面涂覆有一層厚度為1?3μ
m
的納米
SiO2和納米
Al2O3中的一種或二種的混合物
。8.
根據權利要求1所述的可快充電的鈉離子電池，其特征在于，所述殼體為厚度
120
?
170
μ
m
的鋁塑膜，其由尼龍層的外阻層
、
鋁箔的阻透層和
CPP
的熱封層組成
。9.
一種權利要求1?8任一項所述可快充電的鈉離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1.
制備正極片將稱取的正極活性物質
、
正極導電劑
、
正極納米添加劑和正極粘合劑依次倒入攪拌桶內，設置攪拌的自轉和公轉速度分別為
500
?
2000r/min
和
10
?
30r/min
，攪拌1?
2h
，將材料攪拌均勻后加入溶劑；然后設置攪拌的自轉和公轉速度分別為
500
?
4000r/min
和
10
?
45r/min
，
攪拌3?
5h
，將材料攪拌均勻，制成的漿料粘度為
3000
?
7000Pa.S
；利用涂布機將漿料涂敷到正極集流體上，通過涂布工序，烘箱將溶劑烘干制備出涂布后正極片，設置烘箱溫度
95
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【專利技術屬性】
技術研發人員：黃桂清，賴見，莫有德，南錄成，陳寬紅，蒙春姣，
申請(專利權)人：莫鈉技術深圳有限公司，
類型：發明
國別省市：