卷绕式高倍率钠离子的卷芯、电池及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种卷绕式高倍率钠离子的卷芯、电池及制备方法，所述卷芯制备方法包括，将正极片、负极片与隔膜居中重叠经过卷绕方式制备出卷芯；其中，所述正极片的主材为层状氧化物，所述层状氧化物的质量百分比在94.5％～95.5％范围内；所述负极片的主材为硬碳活性物质，所述硬碳活性物质的质量百分比在92.7％～93.7％范围内。相对于生产锂离子电池，生产钠离子电池的成本跟低，二者的电化学性能极好，电导率较高，原材料加工过程简单。原材料加工过程简单。原材料加工过程简单。

【技术实现步骤摘要】
卷绕式高倍率钠离子的卷芯、电池及制备方法


[0001]本专利技术属于钠离子电池制造
，具体涉及一种卷绕式高倍率钠离子的卷芯、电池及制备方法。

技术介绍

[0002]随着时代的进步，能量存储设备需求不断增加，高倍率的锂离子电池成为小动力、小储能设备的首选电池。但是，近几年，随着锂离子电池原材料的不断上涨，锂离子电池的制造成本也不断增加，如此高昂的价格，已经让多数中小企业无法存活，因此，现阶段多数企业转向性价比更优的钠离子电池的研究。
[0003]锂离子电池的成本主要在于，正极主材，及负极集流体铜箔；锂元素在自然界中存量较少，物以希为贵，钠离子与锂离子属于同主族元素，钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，是利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。且钠离子电池生产设备，与锂离子基本一样，不需要更替生产设备。因此开发出同等性能的高倍率钠离子电池来替代锂离子电池是非常有必要的。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种卷绕式高倍率钠离子的卷芯、电池及制备方法，以解决现有技术的锂离子电池制造成本高的问题。
[0005]本专利技术其中一实施例提供了一种卷绕式高倍率钠离子卷芯的制备方法，包括：
[0006]将正极片、负极片与隔膜居中重叠经过卷绕方式制备出卷芯；
[0007]其中，所述正极片的主材为层状氧化物，所述层状氧化物的质量百分比在94.5％～95.5％范围内；
[0008]和/或，所述负极片的主材为硬碳活性物质，所述硬碳活性物质的质量百分比在92.7％～93.7％范围内。
[0009]其中一个实施例，正极片的制备方法包括如下步骤：
[0010]以N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂，将层状活性氧化物、碳纳米管导电剂、SUPER P导电剂和粘结剂聚偏氟乙烯PVDF混合搅拌分散，制得正极浆料；
[0011]将所述正极浆料涂覆在正极铝箔集流体的表面；
[0012]将涂覆后的正极铝箔集流体烘干并辊压；
[0013]其中，所述碳纳米管导电剂的质量百分比在0.5％～1.5％范围内；
[0014]所述粘结剂聚偏氟乙烯PVDF的质量百分比在2.0％～3.0％范围内；
[0015]所述SUPER P导电剂的质量百分比在1.0％～2.4％内。
[0016]涂覆在所述正极铝箔集流体表面的双面密度在260g/
㎡
～300g/
㎡
范围内。
[0017]其中一个实施例，所述涂覆在所述正极铝箔集流体表面的双面密度为280g/
㎡
。
[0018]或，所述涂覆在所述正极铝箔集流体表面的双面密度为295g/
㎡
。
[0019]其中一个实施例，
[0020]所述层状活性氧化物质量百分比为94.8％；
[0021]所述碳纳米管导电剂质量百分比为1.0％；
[0022]所述SUPER P导电剂质量百分比为1.7％；
[0023]所述剂聚偏氟乙烯PVDF质量百分比为2.5％。
[0024]或，所述层状活性氧化物质量百分比为94.5％；
[0025]所述碳纳米管导电剂质量百分比为1.0％；
[0026]所述SUPER P导电剂质量百分比为1.7％；
[0027]所述剂聚偏氟乙烯PVDF质量百分比为2.8％。
[0028]其中一个实施例，
[0029]负极片的制备方法包括如下步骤：
[0030]以去离子水为溶剂，将硬碳活性物质、SUPER P导电剂、粘结剂聚丙烯酸钠PAA混合搅拌分散，制得负极浆料；
[0031]将所述负极浆料涂覆在负极铝箔集流体的表面；
[0032]将涂覆后的负极铝箔集流体烘干并辊压；
[0033]其中，SUPER P导电剂质量百分比在2.3％～3.3％范围内；
[0034]粘结剂聚丙烯酸钠PAA质量百分比在3.5％～4.5％范围内；
[0035]涂覆在所述负极铝箔集流体表面的密度在160g/
㎡
～170g/
㎡
范围内。
[0036]其中一个实施例，所述涂覆在所述负极铝箔集流体表面的密度为165g/
㎡
；
[0037]或，所述涂覆在所述负极铝箔集流体表面的密度为170g/
㎡
。
[0038]其中一个实施例，
[0039]所述硬碳活性物质占93.2％；
[0040]所述SUPER P导电剂占2.8％；
[0041]所述聚丙烯酸钠PAA占4.0％。
[0042]或，所述硬碳活性物质占93.5％；
[0043]所述SUPER P导电剂占3.0％；
[0044]所述聚丙烯酸钠PAA占3.5％。
[0045]一种卷绕式高倍率钠离子卷芯，根据上述的卷绕式高倍率钠离子卷芯的制备方法，制备所述卷绕式高倍率钠离子卷芯，所述卷芯的10C放电容量大于80％。
[0046]一种卷绕式高倍率钠离子电池的制备方法，包括上述的卷绕式高倍率钠离子卷芯；将所述卷绕式高倍率钠离子卷芯经过封装、注液、高温夹具化成、抽气、整形、分容工序。
[0047]一种卷绕式高倍率钠离子电池，根据上述的卷绕式高倍率钠离子电池的制备方法，制备所述卷绕式高倍率钠离子电池，所述电池的10C放电容量大于80％。
[0048]本专利技术以上实施例所提供的卷绕式高倍率钠离子的卷芯、电池及制备方法具有以下有益效果：
[0049]一方面，相对于生产锂离子电池，生产钠离子电池的成本跟低，钠电池的正极主材采选用层状氧化物其质量百分比在94.5％～95.5％范围内，负极主材选用硬碳其质量百分比在92.7％～93.7％范围内，二者的电化学性能极好，电导率较高，原材料加工过程简单。
[0050]另一方面，正极片与负极片的涂覆面密度相对较小，便于离子间的快速穿梭，在电池大倍率放电时，离子能够快速嵌入或脱出。
附图说明
[0051]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0052]图1为本专利技术实施例九配置得到的电池放电容量百分比曲线图；
[0053]图2为本专利技术实施例十配置得到的电池放电容量百分比曲线图；
[0054]图3为本专利技术实施例十一配置得到的电池放电容量百分比曲线图；
[0055]图4为本专利技术实施例九中电池1C倍率循环曲线图；
[0056]图5为本专利技术实施例十中电池1C倍率循环曲线图；
[0057]图6为本专利技术实施例十一中电池1C倍率循环曲线图。
具体实施方式
[0058]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卷绕式高倍率钠离子卷芯的制备方法，其特征在于，包括：将正极片、负极片与隔膜居中重叠经过卷绕方式制备出卷芯；其中，所述正极片的主材为层状氧化物，所述层状氧化物的质量百分比在94.5％～95.5％范围内；所述负极片的主材为硬碳活性物质，所述硬碳活性物质的质量百分比在92.7％～93.7％范围内。2.如权利要求1所述的卷绕式高倍率钠离子卷芯的制备方法，其特征在于，正极片的制备方法包括如下步骤：以N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂，将层状活性氧化物、碳纳米管导电剂、SUPER P导电剂和粘结剂聚偏氟乙烯混合搅拌分散，制得正极浆料；将所述正极浆料涂覆在正极铝箔集流体的表面；将涂覆后的正极铝箔集流体烘干并辊压；其中，所述碳纳米管导电剂的质量百分比在0.5％～1.5％范围内；所述粘结剂聚偏氟乙烯的质量百分比在2.0％～3.0％范围内；所述SUPER P导电剂的质量百分比在1.0％～2.4％内；涂覆在所述正极铝箔集流体表面的双面密度在260g/
㎡
～300g/
㎡
范围内。3.如权利要求2所述的卷绕式高倍率钠离子卷芯的制备方法，其特征在于，所述涂覆在所述正极铝箔集流体表面的双面密度为280g/
㎡
；或，所述涂覆在所述正极铝箔集流体表面的双面密度为295g/
㎡
。4.如权利要求2所述的卷绕式高倍率钠离子卷芯的制备方法，其特征在于，所述层状活性氧化物质量百分比为94.8％；所述碳纳米管导电剂质量百分比为1.0％；所述SUPER P导电剂质量百分比为1.7％；所述剂聚偏氟乙烯质量百分比为2.5％；或，所述层状活性氧化物质量百分比为94.5％；所述碳纳米管导电剂质量百分比为1.0％；所述SUPER P导电剂质量百分比为1.7％；所述剂聚偏氟乙烯质量百分比为2....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小，黄艳，李国敏，李露，
申请(专利权)人：东莞格林德能源有限公司，
类型：发明
国别省市：