一种耐低温的钠离子电池制造技术

本发明专利技术涉及一种具有高安全性的高容量钠离子电池，属于钠离子电池领域，所述钠离子电池的正极片敷料包括如下重量份的组分：正极活性物质884份、SP导电剂67份、CNT导电剂30份、PVDF35份，其中，正极活性物质包括摩尔比为1：2：1的无水硫酸亚铁、硫酸钠和氟化钠；所述钠离子电池的负极片的敷料包括如下重量份的组分：负极活性物质920份、SP导电剂25份、CMC30份、SBR28份。本发明专利技术能在低温环境下使用。本发明专利技术能在低温环境下使用。

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温的钠离子电池


[0001]本专利技术涉及钠离子电池领域，特别涉及一种耐低温的钠离子电池。

技术介绍

[0002]钠与锂二者同属于碱金属元素，钠原子与锂原子具有非常类似的物理化学性质且脱/嵌机制类似，最重要的是钠资源钠元素在地球上的储量丰富，地壳中金属钠的含量达到了 2.64%，并且钠元素分布广泛，海水中就存在有丰富储量，开发方便，因此，钠离子电池的推广使用可缓解锂资源短缺引发的储能电池发展受限问题。另外，常规锂离子电池的工作温度为
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20℃~60℃，且低于0℃后锂离子电池的性能会下降，使其在寒冷地区使用受限，因此本专利技术提供一种耐低温的钠离子电池，其可在
‑
40℃特殊环境能够正常工作。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种耐低温的钠离子电池，所述钠离子电池的正极片敷料包括如下重量份的组分：正极活性物质884份、SP导电剂67份、CNT导电剂30份、PVDF35份，其中，正极活性物质包括摩尔比为1：2：1的无水硫酸亚铁、硫酸钠和氟化钠；所述钠离子电池的负极片的敷料包括如下重量份的组分：负极活性物质920份、SP导电剂25份、CMC30份、SBR28份。
[0004]进一步的，所述钠离子电池的电解液包括如下组分：碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、六氟磷酸钠、氟代碳酸乙烯酯、丙烯基
‑
1，3
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磺酸内酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯。
[0005]进一步的，所述电解液的配置方法为：A1、将体积比为0.4：1.0：0.2的碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯混合均匀得到溶剂；A2、在溶剂中按0.5mol/L加入六氟磷酸钠；A3、将重量比为0.5:0.4:1:0.3的氟代碳酸乙烯酯、丙烯基
‑
1，3
‑
磺酸内酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯混和均匀得到添加剂；A4、将添加剂添加到溶剂中，且添加比例为1.5wt％。
[0006]进一步的，所述正极片敷料的配置方法为：B1、在真空搅拌器中加入500份重量份的NMP、35份重量份的PVDF粘结剂，以公转30转/分钟、自转900转/分钟的速度搅拌2小时；B2、再加入67份重量份的SP导电剂和30份重量份的CNT导电剂，搅拌1小时；B3、再加入884份重量份的正极活性物质、166份重量份的NMP，以公转30转/分钟、自转800转/分钟的速度真空搅拌2小时，经过真空脱泡，过200目筛；所述负极敷料的配置方法为：C1、在真空搅拌器中加入30份重量份的CMC加入到1200份重量份的去离子水中，以公转8转/分钟、自转800转/分钟的速度搅拌2小时，以形成稳定、均匀的胶体溶液；
C2、将920份重量份的硬碳、25份重量份的SP导电剂、230份重量份的去离子水到胶体溶液以公转30转/分钟、自转800转/分钟的速度搅拌2小时；C3、加入28份重量份的SBR以公转30转/分钟、自转800转/分钟的速度搅拌1小时。
[0007]进一步的，所述正极片敷料的浆料固含量为59.9%，所述负极片敷料的浆料固含量为41.0%。
[0008]进一步的，所述正极片的制片方法为：b1、将正极片敷料的浆料均匀地单面涂覆在14微米厚的铝箔上，烘干，使其双面面密度为0.0237
±
0.0005（mg/cm2），得到半成品正极片;b2、经过对辊机压实烘干后的半成品正极片,使得其上的正极片敷料的压实密度为3.3g/cm3,厚度为0.086mm;b3、对半成品正极片进行裁切、分条、超声波焊极耳、极耳位贴胶得到成品正极片。
[0009]根据权利要求6所述的耐低温的钠离子电池，其特征在于，所述负极片的制片方法为：c1、将负极片敷料的浆料均匀地双面涂覆在14微米厚铝箔上，烘干，使其双面面密度为0.0072
±
0.0002（mg/cm2）;c2、经过对辊机压实压实烘干后的半成品负极片, 使得其上的负极片敷料的压实密度为1.5g/cm3，厚度为0.062mm;c3、对半成品负极片进行裁切、分条、超声波焊极耳、极耳位贴胶得到成品负极片。
[0010]进一步的，所述钠离子电池的制作方法为：S1、正极片产品、负极片产品、隔膜经过卷绕制成裸电芯；裸电芯入壳铝塑膜顶侧封得到半成品电芯；顶侧封后半成品电芯入真空烤箱烘干；半成品电芯烘干后入手套箱注液，注液量为钠离子电池设计容量mAh*3g；注液后真空一封。
[0011]S2、一封后半成品电芯在45℃的温度下陈化24小时；S3、陈化后的半成品电芯在65
‑
80℃的温度下压力化成,化成工步为：第一步，0.1C恒流充电到3.0V，时间60分钟；第二步，搁置3分钟；第三步，0.5C恒流恒压充电到4V，时间90分钟,第四步，搁置3min后筛选化成合格半成品电芯；S4、化成后合格半成品电芯在45℃的温度下老化12小时；S5、45℃的温度下老化12小时后的半成品电芯真空二封，其中，真空二封的真空度小于等于
‑
0.09MPa、保真空时间为6
‑
8秒，封印时间4
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6秒，二封后切边折边做成产品电芯。
[0012]下面结合上述技术方案对本专利技术的原理、效果进一步说明：本专利技术通过增加正极敷料和负极片敷料中的导电剂的比例，提高了正极片敷料和负极片敷料的导电率；同时，本专利技术通过减少正极片和负极片涂布过程中的敷料量，增加了敷料与铝集流体接触比例，从而降低了敷料与铝集流体之间内阻，提高了正极片敷料和负极片敷料与铝箔之间的导电率；另外，本专利技术通过降低正极片敷料和负极片敷料在正极片和负极片上的压实密度，可以让更多电解液填充敷料孔隙，增加钠离子的移动空间，从而可以提高电池倍率性能；另外，本专利技术使用低熔点宽液程的碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯，以及低黏度的碳酸甲乙酯低黏度提高了电解液电导率；同时，电解液中的碳酸乙烯酯能够稳定SEI膜，成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯、丙烯基
‑
1，3
‑
磺酸内酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯有助于生成良好SEI膜，从而提高了电极材料的性能；低浓度的六氟磷酸钠电解液溶液，能降
低低温环境下电解液的黏度，从而改善电解液电导率。因此，本专利技术能在低温环境下使得电解液保持较高的电导率，进而使得钠离子电池能在低温环境下正常工作。
具体实施方式
[0013]为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详细描述：实施例1一种耐低温的钠离子电池，所述钠离子电池的正极片敷料的浆料包括如下重量份的组分：正极活性物质884份、SP导电剂67份、CNT导电剂30份、PVDF35份，其中，正极活性物质包括摩尔比为1：2：1的无水硫酸亚铁、硫酸钠和氟化钠；所述钠离子电池的负极片敷料的浆料包括如下重量份的组分：硬碳920份、SP导电剂25份、CMC30份、SBR28份。
[0014]实施例2一种耐低温的钠离子电池，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐低温的钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池的正极片敷料包括如下重量份的组分：正极活性物质884份、SP导电剂67份、CNT导电剂30份、PVDF35份，其中，正极活性物质包括摩尔比为1：2：1的无水硫酸亚铁、硫酸钠和氟化钠；所述钠离子电池的负极片的敷料包括如下重量份的组分：负极活性物质920份、SP导电剂25份、CMC30份、SBR28份。2.根据权利要求1所述的耐低温的钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池的电解液包括如下组分：碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、六氟磷酸钠、氟代碳酸乙烯酯、丙烯基
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1，3
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磺酸内酯、1,3
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丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯。3.根据权利要求2所述的耐低温的钠离子电池，其特征在于，所述电解液的配置方法为：A1、将体积比为0.4：1.0：0.2的碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯混合均匀得到溶剂；A2、在溶剂中按0.5mol/L加入六氟磷酸钠；A3、将重量比为0.5:0.4:1:0.3的氟代碳酸乙烯酯、丙烯基
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1，3
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磺酸内酯、1,3
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丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯混和均匀得到添加剂；A4、将添加剂添加到溶剂中，且添加比例为1.5wt％。4.根据权利要求1或3所述的耐低温的钠离子电池，其特征在于，所述正极片敷料的浆料配置方法为：B1、在真空搅拌器中加入500份重量份的NMP、35份重量份的PVDF粘结剂，以公转30转/分钟、自转900转/分钟的速度搅拌2小时；B2、再加入67份重量份的SP导电剂和30份重量份的CNT导电剂，搅拌1小时；B3、再加入884份重量份的正极活性物质、166份重量份的NMP，以公转30转/分钟、自转800转/分钟的速度真空搅拌2小时，经过真空脱泡，过200目筛；所述负极敷料的浆料配置方法为：C1、在真空搅拌器中加入30份重量份的CMC加入到1200份重量份的去离子水中，以公转8转/分钟、自转800转/分钟的速度搅拌2小时，以形成稳定、均匀的胶体溶液；C2、将920份重量份的硬碳、25份重量份的SP导电剂、230份重量份的去离子水到胶体溶液以公转30转/分钟、自转800转/分钟的速度搅拌2小时；C3、加入28份重量份的SBR以公转30转/分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨维年，
申请(专利权)人：杨维年，
类型：发明
国别省市：