钠离子电池正极极片及钠离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种钠离子电池正极极片及钠离子电池，本发明专利技术属于钠离子电池技术领域，所述钠离子电池正极极片包括正极活性材料层和正极集流体，所述正极活性材料层位于集流体一侧或者两侧，所述正极活性材料层包含正极活性材料

【技术实现步骤摘要】
钠离子电池正极极片及钠离子电池


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，涉及一种钠离子电池正极极片及钠离子电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池因具有能量密度高
、
寿命长
、
无记忆效应等特点而广泛应用于移动电子设备
、
电动汽车
、
无人机等领域
。
然而锂在地球上的储量有限，成本高居不下，会制约锂电池长期应用
。
而钠离子电池中的主元素钠在地球上储量丰富，其原料之一碳酸钠价格低廉，很有希望在不久的将来替代锂离子电池
。
钠离子的电池的正极材料比较有前景的是层状氧化物材料，但是层状氧化物在高温高电压下容易发生相变，产生颗粒破碎
、
释氧
、
和金属离子溶出，会加剧与电解液以及正负极极界面的副反应，恶化高电压钠离子电池的高温存储性能
。
[0003]在中国专利
CN100433424C
中报道了可以在锂电池正极极片中加入腈类化合物，腈类化合物可以和正极材料上的过渡金属形成金属络合物，降低正极材料的活性稳定正极材料，还可以络合从正极材料溶出的金属离子，抑制其对负极界面的破坏
。

技术实现思路

[0004]然而经专利技术人研究发现，由于钠离子电池正极材料的碱性很高，会使腈类化合物分解失活，此外腈类化合物在电解液中具有较高的溶解度，一方面会降低电解液的电导率，另一方面腈类会迁移到负极界面发生还原副反应，反而会恶化钠离子电池的性能
。
[0005]除此之外，正极材料中的强碱不仅会导致电解液和正极材料表面发生分解反应，还会使得正极浆料产生凝胶，影响加工性能
。
[0006]针对专利技术人所发现的上述不足，本专利技术的一个目的在于提供一种钠离子电池正极极片及钠离子电池，以能够改善钠离子电池正极加工性能
、
以及钠离子电池的高温存储寿命
。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种钠离子电池正极极片，所述钠离子电池正极极片包括正极活性材料层和正极集流体，所述正极活性材料层位于集流体一侧或者两侧，所述正极活性材料层包含正极活性材料
、
导电剂
、
粘结剂和添加剂
A
，所述添加剂
A 为氰基羧酸化合物
。
[0008]优选地， 所述添加剂
A
为氰乙酸
、3
‑
氰基丙酸
、4
‑
氰基丁酸
、5
‑
氰基戊酸
、6
‑
氰基己酸
、7
‑
氰基庚酸
、
对氰基苯甲酸以及如下式
Ⅰ‑
1~
Ⅰ‑6所示的化合物中的至少一种：
。
[0009]优选地，以正极活性材料层中正极活性材料
、
导电剂
、
粘结剂和添加剂
A
的总重量为
100%
计，所述添加剂
A
的含量为
0.1%~2%
，例如
0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1%、1.3%、1.5%、1.8%
或
2%。
[0010]优选地，所述正极活性材料为层状氧化物，其结构式为
NaM
x
O
y
，
M
选自铁
、
铜
、
镍
、
钴或锰元素中的一种或至少两种的组合，
0.8≤x≤1.5
，
1.5≤y≤2.5
，且
x
和
y
的取值满足化学式电荷平衡
。
[0011]优选地，所述正极活性材料为
NaFe
0.5
Mn
0.5
O2、NaNi
0.3
Fe
0.4
Mn
0.3
O2、NaNi
0.33
Fe
0.34
Mn
0.33
O2、NaNi
0.25
Fe
0.5
Mn
0.25
O2、NaNi
0.2
Cu
0.1
Fe
0.4
Mn
0.3
O2、NaNi
0.25
Fe
0.4
Co
0.1
Mn
0.25
O2、NaNi
0.5
Fe
0.4
Mn
0.4
O
2.4
或
NaNi
0.4
Fe
0.2
Mn
0.3
O
1.8
的任意一种或至少两种的组合
。
[0012]优选地，所述导电剂包括炭黑
、
碳纳米管
、
石墨烯
、
导电石墨或碳纤维中的任意一种或至少两种的组合
。
[0013]优选地，所述导电剂包括炭黑
、
碳纳米管
、
石墨烯中的至少一种
。
[0014]优选地，所述正极集流体选自铝箔
、
含有其它元素掺杂的铝箔或表面含有涂覆层的铝箔
。
[0015]第二方面，本专利技术提供了一种钠离子电池，包括如上所述的钠离子电池正极极片
、
负极极片
、
隔离膜和电解液
。
[0016]优选地，所述负极极片中的负极材料包括硬碳和
/
或软碳
。
[0017]优选地，所述电解液包含溶剂
、
电解质盐和添加剂
。
[0018]优选地，所述电解液中溶剂包含碳酸酯溶剂
、
氟代碳酸酯溶剂
、
羧酸酯溶剂
、
氟代羧酸酯溶剂
、
醚类溶剂或氟代醚类溶剂中的任意一种或至少两种的组合
。
[0019]优选地，所述碳酸酯溶剂为碳酸乙烯酯
、
碳酸丙烯酯
、
碳酸丁烯酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸二丙酯
、
碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的任意一种或至少两种的组合
。
[0020]优选地，所述氟代碳酸酯溶剂为氟代碳酸乙烯酯
、
双氟代碳酸乙烯酯
、
甲基三氟甲基基碳酸酯
、
甲基三氟乙基碳酸酯或二
(2,2,2
‑
三氟乙基
)
碳酸酯中的任意一种或至少两种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钠离子电池正极极片，其特征在于，所述钠离子电池正极极片包括：正极活性材料层和正极集流体；所述正极活性材料层位于所述正极集流体的一侧或者两侧，所述正极活性材料层包含正极活性材料
、
导电剂
、
粘结剂和添加剂
A
，所述添加剂
A
为氰基羧酸化合物
。2.
根据权利要求1所述的钠离子电池正极极片，其特征在于，所述添加剂
A
为氰乙酸
、3
‑
氰基丙酸
、4
‑
氰基丁酸
、5
‑
氰基戊酸
、6
‑
氰基己酸
、7
‑
氰基庚酸
、
对氰基苯甲酸以及如下式
Ⅰ‑
1~
Ⅰ‑6所示的化合物中的至少一种：
。3.
根据权利要求1所述的钠离子电池正极极片，其特征在于，以正极活性材料层中正极活性材料
、
导电剂
、
粘结剂和添加剂
A
的总重量为
100%
计算，所述添加剂
A
的含量为
0.1%~2%。4.
根据权利要求1所述的钠离子电池正极极片，其特征在于，所述正极活性材料为层状氧化物，其结构式为
NaM
x
O
y
，
M
选自铁
、
铜
、
镍
、
钴或锰元素中的一种或至少两种的组合，
0.8≤x≤1.5
，
1.5≤y≤2.5
，且
x
和
y
的取值满足化学式电荷平衡
。5.
根据权利要求1所述的钠离子电池正极极片，其特征在于，所述正极活性材料为
NaFe
0.5
Mn
0.5
O2、NaNi
0.3
Fe
0.4
Mn
0.3
O2、NaNi...

【专利技术属性】
技术研发人员：田少杰，刘凯，林雅，臧成杰，郑春龙，张艳辉，
申请(专利权)人：江苏天鹏电源有限公司，
类型：发明
国别省市：