一种负极片及钠离子电池制造技术

本发明专利技术属于钠离子电池技术领域，尤其涉及一种负极片及钠离子电池。包括负极活性物质、粘结剂、导电碳，所述导电碳为碳多孔材料，所述碳多孔材料的孔容为0.01cm3/g～0.5cm3/g，所述碳多孔材料的孔径为0.2nm～50nm，所述碳多孔材料的比表面积为500～2500cm3/g，所述碳多孔材料的孔深为0.2nm～10nm。通过将负极片内导电碳的孔容、孔径、比表面积和孔深等参数限定在特定范围内，使得钠离子电池负极的导电碳在形成导电子通道的同时兼具导离子的作用，增大了硬碳与电解质的界面接触面积，进而降低了硬碳与电解质的界面阻抗；减少因动力学差导致的析钠问题，进而提升电芯的循环寿命及安全性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种负极片及钠离子电池


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，尤其涉及一种负极片及钠离子电池。

技术介绍

[0002]近年来，锂离子电池发展迅猛，技术趋于成熟，并在便携式电子设备和电动汽车等领域应用广泛，并逐渐代替部分化石能源，构建一个可存储的清洁能源储能体系，解决因化石能源消耗带来的环境问题。然而，有限的锂资源及越发高昂的成本限制了其长久发展，钠离子电池与锂离子电池有相似的体系，且钠资源储量丰富、低温性能突出，使其成为极具竞争力的潜在替代品或补充品。
[0003]目前钠离子电池的研究中很难找到能够快速稳定可商业化的脱嵌钠离子的基质材料。例如石墨具有优异的储锂性能，但较大的钠离子与石墨的层间距不匹配，不能在石墨层间有效地可逆脱嵌，导致石墨的储钠容量很低；而硬碳因为具有较大的层间距、较高的储钠能力及资源丰富等优势而成为负极首选活性物质，但由于硬碳的导电能力差、界面离子阻抗大，严重影响负极的动力学性能，如何提高硬碳为负极活性物质的钠离子电池动力学性能是目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：本申请提供一种负极片，将负极片内导电碳的孔容和孔径限定在特定范围内，使得钠离子电池负极的导电碳在形成导电子通道的同时兼具导离子的作用，减少因动力学差导致的析钠问题，进而提升电芯的循环寿命及安全性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]根据本申请的一方面，本申请提供一种电池负极片，包括负极活性物质、粘结剂、导电碳，所述导电碳为碳多孔材料，所述碳多孔材料的孔容为0.01cm3/g～0.5cm3/g，所述碳多孔材料的孔径为0.2nm～50nm，所述碳多孔材料的比表面积为500～2500cm3/g，所述碳多孔材料的孔深为0.2nm～10nm。
[0007]优选的，所述碳多孔材料的孔容为0.012cm3/g～0.3cm3/g，所述碳多孔材料的孔径为0.3nm～20nm，所述碳多孔材料的比表面积为1000～2000cm3/g，所述碳多孔材料的孔深为0.5nm～5nm。
[0008]优选的，所述碳多孔材料的粒径为8nm～500nm。
[0009]优选的，所述碳多孔材料的吸油值为50ml/100g～500ml/100g。
[0010]优选的，所述负极活性物质、粘结剂、导电碳的质量比为(92
‑
96):(1
‑
5):(1
‑
5)。
[0011]优选的，所述负极活性物质为硬碳。
[0012]优选的，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶中的至少一种。
[0013]优选的，所述碳多孔材料包括活性炭、炭黑、碳分子筛、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管及碳纳米纤维中的至少一种。
[0014]根据本申请的另一方面，本申请还提供一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔离膜以及电解液，所述负极片为上述的钠离子电池负极片。
[0015]优选的，所述电池在25℃下5C倍率的容量保持率为85％以上。
[0016]本专利技术的有益效果在于：通过将负极片内导电碳的孔容、孔径、比表面积和孔深等限定在特定范围内，使得钠离子电池负极的导电碳在形成导电子通道的同时兼具导离子的作用，增大了硬碳与电解质的界面接触面积，进而降低了硬碳与电解质的界面阻抗，从而有效提升了钠离子电池的动力学性能；减少因动力学差导致的析钠问题，进而提升电芯的循环寿命及安全性能。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，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。
[0018]根据本申请的一方面，本申请提供一种电池负极片，包括负极活性物质、粘结剂、导电碳，所述导电碳为碳多孔材料，所述碳多孔材料的孔容为0.01cm3/g～0.5cm3/g，所述碳多孔材料的孔径为0.2nm～50nm，所述碳多孔材料的比表面积为500～2500cm3/g，所述碳多孔材料的孔深为0.2nm～10nm。
[0019]其中，上述导电碳材料的孔容可以为0.01cm3/g、0.012cm3/g、0.15cm3/g、0.2cm3/g、0.3cm3/g、0.4cm3/g、0.5cm3/g；孔径可以为0.2nm、0.5nm、1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm；比表面积可以为500cm3/g、1000cm3/g、1500cm3/g、1800cm3/g、2000cm3/g、2500cm3/g；孔深可以为0.2nm、0.3nm、0.5nm、1nm、3nm、5nm、6nm、8nm、10nm。
[0020]优选的，所述碳多孔材料的孔容为0.012cm3/g～0.3cm3/g，孔容过小时，导电碳储存钠离子的含量过少，不能有效增大硬碳与电解质的界面接触面积。而当导电碳的孔容过大时，钠离子在导电碳中不能自由的嵌入和脱嵌，因而不能提升钠离子的扩散速率。所述碳多孔材料的孔径为0.3nm～20nm，所述碳多孔材料的比表面积为1000～2000cm3/g，所述碳多孔材料的孔深为0.5nm～5nm。
[0021]其中，上述导电碳材料的孔容可以为0.012cm3/g、0.0125cm3/g、0.013cm3/g、0.014cm3/g、0.0145cm3/g、0.15cm3/g、0.2cm3/g、0.25cm3/g、0.3cm3/g；孔径可以为0.3nm、0.5nm、1nm、5nm、10nm、12nm、15nm、18nm、20nm，将孔径控制在此范围内，可以让钠离子自由嵌入和脱出，又能阻止钠离子与溶剂的基团进入孔的内部，能够保证较高的储钠容量，从而有效抑制SEI膜的形成，使得该电极材料具有良好的电化学性能；比表面积可以为500cm3/g、800cm3/g、1000cm3/g、1200cm3/g、1500cm3/g、1800cm3/g、2000cm3/g、2300cm3/g、2500cm3/g；孔深可以为0.5nm、1nm、1.5nm、2nm、3nm、3.5nm、4nm、5nm。
[0022]优选的，所述碳多孔材料的粒径为8nm～500nm，例如可以为8nm、10nm、50nm、80nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm。
[0023]优选的，所述碳多孔材料的吸油值为50ml/100g～500ml/100g，例如可以为50ml/100g、60ml/100g、80ml/100g、100ml/100g、150ml/100g、200ml/100g、300ml/100g、350ml/
100g、450ml/100g、500ml/100g。
[0024]优选的，所述负极活性物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极片，其特征在于，包括负极活性物质、粘结剂、导电碳，所述导电碳为碳多孔材料，所述碳多孔材料的孔容为0.01cm3/g～0.5cm3/g，所述碳多孔材料的孔径为0.2nm～50nm，所述碳多孔材料的比表面积为500～2500cm3/g，所述碳多孔材料的孔深为0.2nm～10nm。2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述碳多孔材料的孔容为0.012cm3/g～0.3cm3/g，所述碳多孔材料的孔径为0.3nm～20nm，所述碳多孔材料的比表面积为1000～2000cm3/g，所述碳多孔材料的孔深为0.5nm～5nm。3.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述碳多孔材料的粒径为8nm～500nm。4.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述碳多孔材料的吸油值为50ml/100g～500ml/100g。5.根据权利要求1所述的负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚环东，王志斌，洪娟，
申请(专利权)人：湖南钠方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：