一种钠离子电池正极片、电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钠离子电池正极片、电池及其制备方法。正极极片包括：一正极集流体，一涂覆在正极集流体表面且包含正极活性材料的正极膜片，一涂覆在正极膜片的表面且包含导电高分子材料的导电涂层。本发明专利技术的钠离子电池采用上述正极片。本发明专利技术的导电涂层与正极集流体形成双导电层，不仅明显增强了极片的导电性能，降低了电池的内阻，使电池具有更好的倍率性能；而且，该导电涂层还对正极膜片起到较好的保护作用，提高了电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池正极片、电池及其制备方法
本专利技术涉及储能
，尤其涉及一种钠离子电池用正极片、钠离子电池及制备方法。
技术介绍
目前，锂离子电池由于其能量密度高、循环性能好等优点广泛应用于便携式电子设备如手机、笔记本电脑等。近年来，随着新能源汽车的发展，对锂离子电池的需求量越来越高，锂资源也面临着资源短缺的问题，寻找可替代产品是解决这个问题的一个重要出路。钠资源在地球中储量丰富，并且钠与锂具有非常相似的化学性质，因此，钠离子电池部分替代锂离子电池能够极大的缓解锂资源短缺的问题。20世纪70年代末到80年代初，钠离子电池和锂离子电池得到广大学者的关注，90年代初锂离子电池率先商业化，引发人们对锂离子电池研究的热潮。目前，钠离子电池因其储量丰富、价格便宜、环境友好再次吸引了人们的关注。当前，钠离子电池正极的电极材料主要有以下几种：聚阴离子化合物或过渡金属氧化物。其中，聚阴离子化合物包括磷酸钒钠和氟磷酸钒钠；过渡金属氧化物包括一元材料NaxMO2(M为Co、Ni、Mn、V、Cr等)、二元材料NaxMyNzO2(M和N分别为Ni、Mn、Co、Mg、Ti、Fe等中的两种)和三元材料NaMxNyM’zO2(M、N和M’分别为Ni、Mn、Fe、Co、Mg中的三种)。过渡金属氧化物虽然具有能量密度高、材料选择性广、绿色环保，制备方法简单(可通过固相法或共沉淀法制备)、材料结构稳定等优势，但是，由于其导电性能相对较差，而且倍率性能和循环性能与聚阴离子化合物相比差距较大，其实际应用受到较大限制。目前，关于钠离子电池的文献相对较少，并且大部分文献是基于钠离子电池电极材料的改进，如中国专利文献CN106328928A公开了一种钠离子电池正极材料、其制备方法及提高空气稳定性的方法，其是通过金属掺杂的方法提高了材料的稳定性和电化学性能。除此之外，还可通过电池制作工艺的改进使之提高电池的电化学性能。但是，目前对于现有的钠离子电池的正极材料并未有相关方面的报道。
技术实现思路
本专利技术实际所解决的技术问题是克服了现有技术中钠离子电池的正极材料导电性能差、化学活性高、副反应多，以及现有的大部分均是基于钠离子电池电极材料本身进行的改进，鲜有通过对现有电极材料基于电池制作工艺方面进行改进以提高其性能的缺陷，提供了一种钠离子电池正极片、电池及其制备方法。本专利技术的导电涂层与正极集流体形成双导电层，不仅明显增强了极片的导电性能，降低了电池的内阻，使电池具有更好的倍率性能；而且，该导电涂层还对正极膜片起到较好的保护作用，提高了电池的循环寿命。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。本专利技术提供了一种钠离子电池用正极极片，其包括：一正极集流体，一正极膜片，所述正极膜片涂覆在正极集流体表面且包含正极活性材料；所述正极极片还包括一导电涂层，所述导电涂层涂覆在所述正极膜片的表面且包含导电高分子材料。本专利技术中，所述正极集流体可为钠离子电池领域常规使用的正极集流体。本专利技术中，所述正极膜片可为钠离子电池领域常规使用的正极膜片。本专利技术中，所述正极活性材料可为钠离子电池领域常规使用的正极活性材料，较佳地包括正极活性物质和正极粘合剂。其中，所述正极活性物质可为钠离子电池领域常规使用的正极活性物质，较佳地包括正极材料和导电助剂。其中，所述正极材料可为钠离子电池领域常规使用的正极材料，较佳地为过渡金属氧化物。所述过渡金属氧化物可为钠离子电池领域常规使用的三元材料。所述三元材料较佳地为NaNixMnyFe1-x-yO2(0.2≤x≤0.4，0.2≤y≤0.4)和/或NaNixCoyFe1-x-yO2(0.2≤x≤0.4，0.2≤y≤0.4)。所述过渡金属氧化物的用量可为钠离子电池领域常规，较佳地为相对于所述正极活性材料的80～97wt％。其中，所述导电助剂可为钠离子电池领域常规使用的导电助剂，较佳地为乙炔黑、导电碳黑、导电石墨、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种。所述导电炭黑较佳地为SuperP碳黑。所述导电助剂的用量可为钠离子电池领域常规，较佳地为相对于所述正极活性材料的1～10wt％，更佳地为相对于所述正极活性材料的5wt％。其中，所述正极粘合剂可为钠离子电池领域常规使用的正极粘合剂，较佳地为聚偏氟乙烯。所述正极粘合剂的用量可为钠离子电池领域常规，较佳地为相对于所述正极活性材料的2～10wt％，更佳地相对于所述正极活性材料的5wt％。本专利技术中，所述导电涂层的厚度可为本领域常规，较佳地为5～20μm，更佳地为10μm。本专利技术中，所述导电高分子材料可为锂离子电池领域常规使用的导电高分子材料，较佳地为聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩中的一种或多种。本专利技术还提供了一种所述钠离子电池用正极极片的制备方法，其包括下述步骤：(1)将含有所述正极活性材料的正极浆料均匀涂覆在所述正极集流体的两侧，经干燥后，得所述正极膜片；(2)将含有所述导电高分子材料的导电浆料均匀涂覆在所述正极膜片的表面，经干燥后，得所述导电涂层；(3)经辊压、裁剪后，即得所述钠离子电池用正极极片。步骤(1)中，所述正极浆料的溶剂可为钠离子电池领域常规，一般为钠离子电池领域常用的油系溶剂，较佳地为N-甲基吡咯烷酮。所述正极浆料的制备方法可为钠离子电池领域常规，一般将所述正极活性材料分散在溶剂中即可。所述正极浆料的状态较佳地为均匀状态。步骤(1)中，所述涂覆的操作和条件可为钠离子电池领域常规的操作和条件，较佳地可采用间歇式涂布机完成。所述干燥的操作和条件可为钠离子电池领域常规的操作和条件。步骤(1)中，所述正极膜片的面密度可为本领域常规，较佳地为300g/m2。步骤(2)中，所述导电浆料的溶剂可为钠离子电池领域常规，一般为钠离子电池领域常用的油系溶剂，较佳地为N-甲基吡咯烷酮。所述导电浆料的制备方法可为钠离子电池领域常规，一般将所述导电高分子材料分散在溶剂中即可。所述导电浆料的状态较佳地为均匀状态。步骤(2)中，所述涂覆的操作和条件可为钠离子电池领域常规的操作和条件，一般采用喷涂的方法完成。所述干燥的操作和条件可为钠离子电池领域常规的操作和条件。步骤(3)中，所述辊压的操作和条件可为钠离子电池领域常规的操作和条件。所述裁剪的操作和条件可为钠离子电池领域常规的操作和条件。本专利技术还提供了一种钠离子电池，其包括：正极极片、负极极片、位于正极极片和负极极片之间的隔离膜、电解液以及电池壳体；所述正极极片为如前所述的钠离子电池用正极极片。本专利技术中，所述隔离膜、所述电解液和所述电池壳体均为钠离子电池领域常规。本专利技术中，所述负极极片可为钠离子电池领域常规使用的负极极片，一般包括负极导电基体和涂覆在所述负极导电基体上的负极活性材料。其中，所述负极导电基体可为钠离子电池领域常规使用的负极导电基体。所述负极活性材料可为钠离子电池领域常规使用的负极活性材料，较佳地包括负极活性物质和负极粘合剂。其中，所述负极活性物质可为钠离子电池领域常规使用的负极活性物质，较佳地包括负极材料和负极导电助剂。其中，所述负极粘合剂可为钠离子电池领域常规的负极粘合剂，较佳地为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)和丙烯腈多元共聚物中的一种或多种。所述负极粘合剂的用量可为本领域常规，较佳地为相对于所述负极活性材料的0.5～8wt％，更佳地为相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钠离子电池用正极极片，其特征在于，其包括：一正极集流体，一正极膜片，所述正极膜片涂覆在正极集流体表面且包含正极活性材料；所述正极极片还包括一导电涂层，所述导电涂层涂覆在所述正极膜片的表面且包含导电高分子材料。

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池用正极极片，其特征在于，其包括：一正极集流体，一正极膜片，所述正极膜片涂覆在正极集流体表面且包含正极活性材料；所述正极极片还包括一导电涂层，所述导电涂层涂覆在所述正极膜片的表面且包含导电高分子材料。2.如权利要求1所述的钠离子电池用正极极片，其特征在于，所述正极活性材料包括正极活性物质和正极粘合剂；所述导电涂层的厚度为5～20μm，较佳地为10μm；和/或，所述导电高分子材料为聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩中的一种或多种。3.如权利要求2所述的钠离子电池用正极极片，其特征在于，所述正极活性物质包括正极材料和导电助剂；所述正极粘合剂为聚偏氟乙烯；和/或，所述正极粘合剂的用量为相对于所述正极活性材料的2～10wt％，较佳地为相对于所述正极活性材料的5wt％。4.如权利要求3所述的钠离子电池用正极极片，其特征在于，所述正极材料为过渡金属氧化物；所述过渡金属氧化物为钠离子电池领域使用的三元材料；其中，所述三元材料较佳地为NaNixMnyFe1-x-yO2(0.2≤x≤0.4，0.2≤y≤0.4)和/或NaNixCoyFe1-x-yO2(0.2≤x≤0.4，0.2≤y≤0.4)；所述过渡金属氧化物的用量较佳地为相对于所述正极活性材料的80～97wt％；所述导电助剂为乙炔黑、导电碳黑、导电石墨、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种；其中，所述导电炭黑较佳地为SuperP碳黑；和/或，所述导电助剂的用量为相对于所述正极活性材料的1～10wt％，较佳地为相对于所述正极活性材料的5wt％。5.一种如权利要求1～4任一项所述的钠离子电池用正极极片的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：(1)将含有所述正极活性材料的正极浆料均匀涂覆在所述正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：周广盖，
申请(专利权)人：上海中聚佳华电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31