一种储能型钠离子电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种储能型钠离子电池，电池内的卷芯包括依次设置的正极集流体层、正极材料层、电解质层、负极材料层和负极集流体层，所述正极材料层置于正极集流体层的对称两面，对称两面的正极材料层厚度和材料相同，所述负极材料层置于负极集流体层的对称两面，对称两面的负极材料层厚度和材料相同，所述电解质层为固态电解质层或由隔膜和液态电解质液膜层组成，电芯内的各层之间依次顺序卷绕或叠片组装；所述电池不仅能够提高高温性能，而且进一步增加了钠离子电池的安全性能和能量密度。步增加了钠离子电池的安全性能和能量密度。步增加了钠离子电池的安全性能和能量密度。

【技术实现步骤摘要】
一种储能型钠离子电池
(一)
：
[0001]本技术涉及电池
，尤其是一种储能型钠离子电池。
(二)
技术介绍
：
[0002]随着全球对高效、清洁能源需求的日益增长，太阳能、风能等新能源的应用已越来越广泛，智能电网迅速发展，储能技术正面临着巨大的机遇与挑战。截至2019年底，全球已投运储能项目累计装机规模达到184.6GW，其中中国储能市场为32.4GW。在诸多的大规模储能技术中，基于二次电池技术的电化学储能近些年来逐渐显露出优势，成为一种新兴的储能技术，引起了学术界和产业界广泛的关注。
[0003]锂离子电池由于高的能量密度和长的循环寿命，已经占据了二次电池的主要市场。目前，先进的储能系统大多都采用锂离子电池技术。尽管如此，随着锂离子电池价格的波动特别是锂资源的消耗和未来面临的短缺，学术界和产业界都希望寻求一种新的可持续发展的替代产品或技术来满足全球日益增长的储能需求。近年来，室温钠离子电池重新受到了人们的关注，被认为是有希望替代锂离子电池用于规模储能的下一代二次电池体系。钠元素的自然界储量非常丰富，地壳里的丰度排在所有元素的第6位，在海洋和盐湖中有巨大的储量。同时，钠与锂是元素周期表里同一主族的元素，化学性质非常接近。因此，钠离子电池作为储能器件正在逐步引起人们的关注。
(三)
技术实现思路
：
[0004]本技术所要解决的技术问题在于提供一种储能型钠离子电池。
[0005]本技术的技术方案：
[0006]一种储能型钠离子电池，电池内的卷芯包括依次设置的正极集流体层、正极材料层、电解质层、负极材料层和负极集流体层，所述正极材料层置于正极集流体层的对称两面，对称两面的正极材料层厚度和材料相同，所述负极材料层置于负极集流体层的对称两面，对称两面的负极材料层厚度和材料相同，所述电解质层为固态电解质层或由隔膜和液态电解质液膜层组成，电芯内的各层之间依次顺序卷绕或叠片组装。
[0007]优选的，上述储能型钠离子电池，所述正极集流体层为普通光面铝箔、涂炭铝箔、微孔铝箔或泡沫铝箔。
[0008]优选的，上述储能型钠离子电池，所述正极材料层中的活性材料为NaNi
0.5
Mn
0.5
O2、NaNi
1/3
Fe
1/3
Mn
1/3
O2、NaNi
0.4
Mn
0.4
Fe
0.2
O2、Na
2/3
Ni
1/3
Mn
2/3
O2、Na
2/3
Ni
1/3
Mn
1/2
Ti
1/6
O2、Na
2/3
Fe
1/2
Mn
1/2
O2、Na
0.44
MnO2、Na3V2(PO4)3、Na3V2(PO4)2F3、NaFePO4、NaTi2(PO4)3、Na2FeSiO4或Na2MnSiO4。
[0009]优选的，上述储能型钠离子电池，所述隔膜主体为聚合物基体层，其表面设有表面涂层，所述聚合物基体层的材料为微孔聚烯烃膜、无纺布膜或纳米纤维膜，所述表面涂层的材料为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯、勃姆石、β
‑
Al2O3或Na3Zr2Si2PO
12
。
[0010]优选的，上述储能型钠离子电池，所述液态电解质层中的钠盐为NaClO4、NaPF6、
NaFSI或NaTFSI。
[0011]优选的，上述储能型钠离子电池，所述固态电解质层中的活性材料为β
‑
Al2O3、Na3Zr2Si2PO
12
、Na3PS4或Na
11
Sn2PS
12
。
[0012]优选的，上述储能型钠离子电池，所述负极材料层中的活性材料为硬碳、软碳、磷碳复合材料、锡碳复合材料、锑碳复合材料或钠金属。
[0013]优选的，上述储能型钠离子电池，所述负极集流体层为铝箔或铜箔，所述铝箔为普通光面铝箔、涂炭铝箔、微孔铝箔或泡沫铝箔，所述铜箔为普通铜箔、普通光面铜箔、涂炭铜箔或微孔铜箔。
[0014]优选的，上述储能型钠离子电池，所述正极材料层的厚度为20～800μm，所述负极材料层的厚度为2～620μm。
[0015]优选的，上述储能型钠离子电池，其特征在于：所述电解质层的厚度为5～50μm。
[0016]优选的，上述储能型钠离子电池，所述正极集流体层的厚度5～50μm。
[0017]优选的，上述储能型钠离子电池，所述负极集流体层的厚度4～50μm。
[0018]本技术的优越性：
[0019]上述储能型钠离子电池，采用自然界储量非常丰富的钠作为储能元素，极大的降低了储能型电池的成本。使用无钴化的钠离子正极材料，该正极材料不受钴资源紧缺的限制，进而使储能型钠离子电池能够做到大规模化使用；储能型钠离子电池以快离子导体为隔膜涂覆材料，不仅能够提高钠离子电池的高温性能，而且随着其匹配高容量的负极材料，进一步增加了钠离子电池的安全性能和能量密度。
[0020]上述储能型钠离子电池，同时采用了钠离子固态电解质和钠金属负极材料，匹配得到的固态钠离子电池具有更高的能量密度，该类钠离子电池不仅在储能领域具有较大应用前景，在动力电池领域也会展现出较大的应用空间。
(四)附图说明：
[0021]图1为本技术所述储能型钠离子电池的第一种结构示意图；
[0022]图2为本技术所述储能型钠离子电池的第二种结构示意图；
[0023]图3为本技术所述储能型钠离子电池的第三种结构示意图。
[0024]图中：1
‑
正极材料层 2
‑
电解质层 3
‑
负极材料层 4
‑
正极集流体层 5
‑
负极集流体层 6
‑
液体电解质 7
‑
隔膜 8
‑
表面涂层 9
‑
固态电解质层
(五)具体实施方式：
[0025]实施例1
[0026]如图1所示，一种储能型钠离子电池，电池内的卷芯包括依次设置的正极集流体层4、正极材料层1、电解质层2、负极材料层3和负极集流体层5；所述正极材料层置于正极集流体层的对称两面，对称两面的正极材料层厚度和材料相同，所述负极材料层置于负极集流体层的对称两面，对称两面的负极材料层厚度和材料相同；所述正极集流体层4为普通光面铝箔、厚度为50μm，正极材料层1中的活性材料为NaNi
1/3
Fe
1/3
Mn
1/3
O2，正极材料层的厚度为800μm，所述电解质层2为由液体电解质6和隔膜7组成的液膜层，液体电解质6中的钠盐为NaClO4，隔膜7主体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能型钠离子电池，其特征在于：电池内的卷芯包括依次设置的正极集流体层、正极材料层、电解质层、负极材料层和负极集流体层，所述正极材料层置于正极集流体层的对称两面，对称两面的正极材料层厚度和材料相同，所述负极材料层置于负极集流体层的对称两面，对称两面的负极材料层厚度和材料相同，所述电解质层为固态电解质层或由隔膜和液态电解质液膜层组成，电芯内的各层之间依次顺序卷绕或叠片组装。2.根据权利要求1所述的储能型钠离子电池，其特征在于：所述正极集流体层为普通光面铝箔、涂炭铝箔、微孔铝箔或泡沫铝箔。3.根据权利要求1所述的储能型钠离子电池，其特征在于：所述正极材料层中的活性材料为NaNi
0.5
Mn
0.5
O2、NaNi
1/3
Fe
1/3
Mn
1/3
O2、NaNi
0.4
Mn
0.4
Fe
0.2
O2、Na
2/3
Ni
1/3
Mn
2/3
O2、Na
2/3
Ni
1/3
Mn
1/2
Ti
1/6
O2、Na
2/3
Fe
1/2
Mn
1/2
O2、Na
0.44
MnO2、Na3V2(PO4)3、Na3V2(PO4)2F3、NaFePO4、NaTi2(PO4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚雷，
申请(专利权)人：湖南亿普腾科技有限公司，
类型：新型
国别省市：