钠离子叠片电池及其制备方法技术

本发明专利技术属于钠离子电池领域，具体涉及一种钠离子叠片电池及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
钠离子叠片电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于钠离子电池领域，具体涉及一种钠离子叠片电池及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着钠离子电池的研究进程不断推进，其安全性能成为人们关注的焦点
。
钠离子电池中水分与残碱是导致电池产气的主要原因，钠离子电池在循环和存储阶段中会产生明显的胀气现象，这一问题不仅会导致电池内阻增大，极化增大，影响电池的电性能，还会可能在使用过程中引起爆炸等严重的安全问题
。
[0003]目前已经有许多减少钠离子电池胀气问题的方法
。
第一
、
钠离子电池正极材料的加工改性，包括制备方法改进和表面改性等，然而在改性过程中往往只能改进某一方面或部分的电化学性能，而且常常会伴随着材料其它某一方面性能
(
比如容量等
)
的下降，同时也会存在一定的技术难度和增加材料的成本；第二
、
开发与钠离子电池正极相匹配的电解液，包括添加剂
、
溶剂体系，但是不同电解液添加剂之间也相互影响，寻找最佳电解液与添加剂的种类与配比，对缓解电池胀气具有深远的影响；第三
、
优化电池工艺技术，水含量超标严重影响电池的循环性能和安全性能，但在生产过程中只能通过控制操作工艺和环境来控制电池的水分含量，并不能得到很好的控制
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种钠离子叠片电池及其制备方法
。/>[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种钠离子叠片电池，包括电芯单元以及设置在所述的电芯单元两侧的吸附电芯层；
[0007]电芯单元由多个正极片和负极片间隔叠片组成；每个所述的正极片以及负极片之间设置有隔膜；
[0008]所述的吸附电芯层由顺序设置的正极片
、
隔膜
、
以及吸附负极片组成；所述的吸附负极片包括负极集流体
、
以及分别设置在负极集流体两侧的负极浆料层和吸附层；吸附层置于最外侧
。
[0009]所述的吸附层包括碱金属氧化物以及负极粘结剂；所述的碱金属氧化物与所述的负极粘结剂的质量比例为
90
‑
98:2
‑
10
；优选为
95:5。
[0010]所述的碱金属氧化物为
Na2O、K2O、CaO
，
BaO
中的一种或者至少两种混合，优选为
Na2O。
[0011]还包括多孔吸附材料；金属氧化物
、
多孔吸附材料以及负极粘结剂的质量比例为
50
‑
78:20
‑
45
：2‑
10
，优选为
70
：
25:5。
[0012]所述的多孔吸附材料为活性炭
。
[0013]本专利技术还包括一种所述的钠离子叠片电池的制备方法，包括下述步骤：
[0014]1)
正极片的制备；将正极浆料涂布到正极集流体两侧得到正极片；
[0015]2)
负极片的制备；将负极浆料涂布到负极集流体两侧得到负极片；
[0016]3)
吸附负极片的制备：将吸附浆料以及步骤
2)
的负极浆料分别涂覆到负极集流体的两侧得到吸附负极片；所述的吸附浆料包括碱金属氧化物以及负极粘结剂；优选的，包括金属氧化物
、
多孔吸附材料以及负极粘结剂；
[0017]4)
电芯单元的制备：将多个正极片和负极片间隔叠片组成电芯单元；每个所述的正极片以及负极片之间设置有隔膜；
[0018]5)
吸附电芯层的制备：将正极片
、
隔膜以及步骤
3)
得到的吸附负极片以叠片的形式组合在一起得到吸附电芯层；
[0019]6)
将步骤
4)
的电芯单元两侧连接步骤
5)
的吸附电芯层，并保证吸附浆料得到的吸附层设置在最外侧从而得到裸电芯；
[0020]7)
将步骤
6)
得到的裸电芯用铝塑膜封装，得到钠离子电池电芯；再经过化成
、
除气
、
真空封装后得到软包钠离子叠片电池
。
[0021]优选的，步骤
1)
中正极浆料包括正极活性物质
、
正极导电剂以及正极粘结剂，三者的质量比例为：
90
‑
98
：1‑5：1‑5；优选为
94:2:4。
[0022]优选的，所述的正极活性物质为聚阴离子或普鲁士系列，优选为镍铁锰酸钠，所述的正极导电剂为碳纳米管
、
导电炭黑中的一种或者混合；优选的，所述的正极粘结剂为聚偏二氟乙烯
。
[0023]优选的，步骤
2)
中的负极浆料包括负极活性物质
、
负极导电剂以及负极粘结剂，三者的质量比例为：
90
‑
98
：1‑5：1‑5；优选为
94:2:4。
[0024]优选的，所述的负极导电剂为碳纳米管
、
导电炭黑中的一种或者混合；优选的，所述的负极粘结剂为聚偏二氟乙烯；优选的，负极活性材料为硬碳
。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术的技术方案通过将钠离子叠片电池裸电芯的最外侧的设置吸附层，利用金属氧化物与循环过程中产生的氧化气体
(
例如
CO2)
及水分发生化学反应，消耗钠离子电池产生的气体，并减少水分影响，作为优选形式，利用多孔材料对气体的吸附作用，以避免气体过多造成电池内阻和内压过大，达到提高钠离子电池的循环性能和安全性的效果
。
附图说明
[0027]图1为实施例1得到的一种钠离子叠片电池示意图
。
[0028]图2为实施例及对比例的电池循环性能结果图；
[0029]图3为实施例及对比例的电池能量密度的结果图
。
具体实施方式
[0030]为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本专利技术作进一步的详细说明
。
[0031]实施例1[0032]一种钠离子叠片电池的制备方法，包括下述步骤：
[0033]1)
正极片的制备：按照正极活性物质镍铁锰酸钠：正极导电剂炭黑：正极粘结剂聚
偏氟乙烯质量比＝
94
：2：4的重量比混合均匀，然后分散在
N
‑
甲基吡咯烷酮中，得到正极浆料；用涂布机将正极浆料均匀涂布在正极集流体
21
铝箔的两面，经过碾压...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钠离子叠片电池，其特征在于，包括电芯单元以及设置在所述的电芯单元两侧的吸附电芯层；所述的电芯单元由多个正极片和负极片间隔叠片组成；每个所述的正极片以及负极片之间设置有隔膜；所述的吸附电芯层由顺序设置的正极片
、
隔膜
、
以及吸附负极片组成；所述的吸附负极片包括负极集流体
、
以及分别设置在负极集流体两侧的负极浆料层和吸附层；吸附层置于最外侧
。2.
根据权利要求1所述的钠离子叠片电池，其特征在于，所述的吸附层包括碱金属氧化物以及负极粘结剂；所述的碱金属氧化物与所述的负极粘结剂的质量比例为
90
‑
98:2
‑
10
；优选为
95:5。3.
根据权利要求3所述的钠离子叠片电池，其特征在于，所述的碱金属氧化物为
Na2O、K2O、CaO
，
BaO
中的一种或者至少两种混合；优选为
Na2O。4.
根据权利要求2所述的钠离子叠片电池，其特征在于，还包括多孔吸附材料；金属氧化物
、
多孔吸附材料以及负极粘结剂的质量比例为
50
‑
78:20
‑
45
：2‑
10
，优选为
70
：
25
：
5。5.
根据权利要求5所述的钠离子叠片电池，其特征在于，所述的多孔吸附材料为活性炭
。6.
一种权利要求1‑5任一项所述的钠离子叠片电池的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)
正极片的制备；将正极浆料涂布到正极集流体两侧得到正极片；
2)
负极片的制备；将负极浆料涂布到负极集流体两侧得到负极片；
3)
吸附负极片的制备：将吸附浆料以及步骤
2)
的负极浆料分别涂覆到负极集流体的两侧得到吸附负极片；所述的吸附浆料包括碱金属氧化物以及负极粘结剂；优选的，包括金属氧化物
...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏俊成，马洪运，邢彤，葛桂芳，邹广建，陈超，
申请(专利权)人：力神青岛新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：