一种钠离子电池正极片及钠离子电池制造技术

本申请提供一种钠离子电池正极片，包括正极片本体和设置于所述正极片本体上的憎水膜层；所述正极片本体为由层状氧化物制备得到的片状本体；所述憎水膜层由按质量份数计的25份

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池正极片及钠离子电池


[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，特别是涉及一种钠离子电池正极片及钠离子电池。

技术介绍

[0002]钠离子电池作为发展大规模固定式储能系统最具竞争力的电池之一，其具有和锂离子电池结构原理类似，技术工艺路线接近，研产投入小，材料成本低等优势。近几年，随着锂离子电池在电动车领域的大批量应用，使得锂资源越来越匮乏，锂离子电池的主要原材料碳酸锂的价格出现大幅度增长，使得产业链企业的生产成本也大幅度上升。钠离子电池由于其原材料资源丰富，且价格便宜稳定，推进了产业链企业及研究人员对钠离子电池技术和工艺的研究。
[0003]目前，行业内制备的层状氧化物钠离子电池极片在运转和存放过程中易吸水且水分难以去除，钠离子电池层状正极材料遇水容易发生化学反应，形成水合相，由水分子与钠离子交换引起的正极表面上NaOH和Na2CO3的沉积将导致层间距增加和Na含量降低，界面转移阻抗增大，加剧层状材料结构坍塌和电化学性能衰减的恶性循环。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供一种钠离子电池正极片及钠离子电池，旨在解决现有的层状氧化物钠离子电池极片在运转和存放过程中易吸水且水分难以去除而引发正极材料发生化学反应导致层状材料结构坍塌和电化学性能衰减的恶性循环等问题。本申请通过在极片上喷涂憎水膜层，在极片表面形成防水层但不完全致密，可降低正极片在存放和转运过程中的吸水率，但不影响钠离子的通过。
[0005]为实现上述目的，一方面，本专利技术实施例提供一种钠离子电池正极片，包括正极片本体和设置于所述正极片本体上的憎水膜层；所述正极片本体为由层状氧化物制备得到的片状本体；所述憎水膜层由按质量份数计的25份
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35份憎水材料、50份
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65份有机溶剂和10份
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15份填料制备得到。
[0006]作为优选的实施方式，所述憎水膜层的厚度为1μm
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6μm。
[0007]作为优选的实施方式，所述憎水材料为高分子聚合物或所述高分子聚合物的改性物。
[0008]所述高分子聚合物为PVC、PVC/聚丙烯腈共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚砜或聚芳酰胺中的一种或至少两种的混合物。
[0009]作为优选的实施方式，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯或丙酮中的一种或至少两种的混合物。
[0010]作为优选的实施方式，所述填料为纳米二氧化硅或/和纳米氧化铝。所述填料的粒径为30nm
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60nm。
[0011]作为优选的实施方式，所述憎水膜层通过如下方法进行制备：将25份
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35份憎水材
料于155℃
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165℃脱水0.5h
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1.0h，然后降温至60℃
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65℃，加入50份
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65份有机溶剂，升温至70℃
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90℃，于70℃
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90℃搅拌1h
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2h，然后加入10份
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15份填料，于70℃
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90℃搅拌1h
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2h后降温至50℃
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60℃，得到憎水膜层。
[0012]另一方面，本申请实施例还提供一种钠离子电池，包括壳体、正极片、负极片、隔膜和凝胶电解质；所述正极片、所述隔膜和所述负极片通过Z字型叠片机制成叠芯或者通过卷绕机卷成卷芯；所述叠芯或所述卷芯设置于所述壳体内；所述凝胶电解质设置于所述壳体内，且所述凝胶电解质充盈于所述叠芯或所述卷芯的间隙；所述正极片为所述钠离子电池正极片。
[0013]所述凝胶电解质包括如下按质量百分比计的组分：6％丙烯酸酯、0.4％过氧化二碳酸二异丙酯和93.6％有机液态电解液。其中，有机液态电解液可依据电池性能需求更换。
[0014]作为优选的实施方式，所述壳体为铝壳、钢壳、塑胶壳或者铝塑膜。
[0015]作为优选的实施方式，所述负极片的材料为硬碳、软碳和炭黑中的一种或者至少两种的混合物。
[0016]作为优选的实施方式，所述正极片的材料为层状氧化物。
[0017]作为优选的实施方式，所述层状氧化物的化学通式为A
x
MO2，其中：A代表钠离子，M代表一种或多种具有不同价态的过渡金属阳离子(例如N i、Mn、Fe、Co等)，0＜X＜1。
[0018]作为优选的实施方式，所述层状氧化物包括一元层状氧化物(如Na
x
CoO2)、二元层状氧化物(如NaN i
0.5
Mn
0.5
O2)或三元层状氧化物(如NaNi
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
O2)。
[0019]本申请通过在极片上喷涂憎水膜层，在极片表面形成防水层但不完全致密，可降低正极片在存放和转运过程中的吸水率，但不影响钠离子的通过，能够有效解决现有的层状氧化物钠离子电池极片在运转和存放过程中易吸水且水分难以去除而引发正极材料发生化学反应导致层状材料结构坍塌和电化学性能衰减的恶性循环等问题。而且，本申请采用凝胶电解质，使得电解质失去流动性，即使电池壳体发生破损，凝胶电解质也不会发生泄露，能够有效避免安全事故的发生，可以满足钠离子电池的使用需要，具有较高的安全性。本申请的结构简单、制备方法简单，原料来源广泛，生产成本较低，生产效率较高，易于批量化或大规模生产。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1至对比实施例1制得的钠离子电池的常温1C充放循环图。
[0021]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例做进一步说明。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0024]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0025]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极片，其特征在于，包括正极片本体和设置于所述正极片本体上的憎水膜层；所述正极片本体为由层状氧化物制备得到的片状本体；所述憎水膜层由按质量份数计的25份
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35份憎水材料、50份
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65份有机溶剂和10份
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15份填料制备得到。2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极片，其特征在于，所述憎水膜层的厚度为1μm
‑
6μm。3.根据权利要求1所述的钠离子电池正极片，其特征在于，所述憎水材料为高分子聚合物或所述高分子聚合物的改性物；所述有机溶剂为甲苯、二甲苯或丙酮中的一种或至少两种的混合物；所述填料为纳米二氧化硅或/和纳米氧化铝。4.根据权利要求3所述的钠离子电池正极片，其特征在于，所述高分子聚合物为PVC、PVC/聚丙烯腈共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚砜或聚芳酰胺中的一种或至少两种的混合物；所述填料的粒径为30nm
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60nm。5.根据权利要求1所述的钠离子电池正极片，其特征在于，所述憎水膜层通过如下方法进行制备：将25份
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35份憎水材料于155℃
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165℃脱水0.5h
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1.0h，然后降温至60℃
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65℃，加入50份
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65份有机溶剂，升温至70℃

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧华，
申请(专利权)人：深圳盘古丰瑞新能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：