钠离子电池及其负极极片制造技术

本发明专利技术属于钠离子电池技术领域，公开一种钠离子电池及其负极极片，包含：集流体

【技术实现步骤摘要】
钠离子电池及其负极极片


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，涉及一种钠离子电池及其电解液
。

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
。
随着使用锂离子电池供电的产品的不断发展和，人们对锂离子电池的能量密度
、
寿命和快充性能等提出了更高的需求
。
[0003]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
。
钠离子电池常用的负极材料为硬碳材料，但是硬碳材料做成负极极片的压实密度很低
(
一般小于
1 g/cm3)
，在对含硬碳材料的负极极片进行碾压时容易出现鼓边
、
掉粉甚至是断箔的问题
。
此外，硬碳负极材料的储钠曲线包含斜坡区和平台区，平台区对应钠离子的插层反应，其较低的钠离子扩散系数会恶化钠离子电池的倍率性能和低温性能
。
[0004]目前为了提高负极压实密度常采用复合负极材料方式，即对硬碳负极进行包覆或者其他处理，其中一种方法是采用钛酸钠对硬碳物理复合，钛酸钠具有较高的压实密度，可以在改善硬碳的压实密度低的问题，但是物理复合获得的材料均匀性较差，且有很大一部分硬碳仍会和箔材接触，导致断箔等加工问题，此外钛酸钠导电性很差，不仅会降低钠离子电池的首效，还会因为电池内阻的增加而恶化快充性能
。
同时该方法涉及到原料制备领域，处理较为复杂，且引入部分非活性组成也会一定程度上降低材料的比能量密度
。

技术实现思路

[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种钠离子电池及其负极极片，可以改善负极的加工问题和压实密度
、
以及钠离子电池的首效和快充性能
。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：一种钠离子电池负极极片，包含：集流体
、
涂覆于所述集流体表面的第一涂覆层和涂覆于所述第一涂覆层表面的第二涂覆层；其中，所述第一涂覆层包括第一负极活性材料
、
导电剂和粘结剂，所述第二涂覆层包括第二负极活性材料
、
导电剂和粘结剂，所述第一负极活性材料为钛酸钠和软碳，所述第二负极活性材料为硬碳
。
[0007]作为优选的一个方面，所述第一涂覆层中钛酸钠和软碳的质量比为
1:(0.2~1)。
[0008]作为优选的一个方面，所述第一涂覆层和第二涂覆层的质量比为（
0.25
～1）：
1。
[0009]作为优选的一个方面，所述负极极片的压实密度为
1.1
～
1.4g/cm3。
[0010]作为优选的一个方面，所述导电剂为炭黑
、
碳纳米管和石墨烯的至少一种
。
[0011]作为优选的一个方面，所述第一涂覆层的导电剂包括碳纳米管
。
[0012]作为优选的一个方面，所述第一涂覆层的导电剂的含量大于第二涂覆层的导电剂的含量
。
[0013]作为优选的一个方面，所述第一涂覆层的导电剂中碳纳米管在第一涂覆层的含量为
0.1%~1%。
[0014]作为优选的一个方面，所述粘结剂为聚偏氟乙烯类
、
丁苯橡胶类
、
聚丙烯酸酯类
、
聚丙烯腈类
、
聚丙烯酸类
、
聚丙烯酸钠类
、
羧甲基纤维素
、
海藻酸钠
、
阿拉伯胶
、
黄原胶
、
瓜尔胶中的至少一种
。
[0015]本专利技术还提供了使用上述负极极片的钠离子电池，所述钠离子电池包括正极极片
、
负极极片
、
隔膜
、
电解液
。
其中，所述负极集流体为铝箔或铜箔
、
含有其它元素掺杂的铝箔或铜箔
、
以及表面含有涂覆层的铝箔或铜箔
。
[0016]有益效果：本专利技术在集流体和第二涂覆层中间增加了第一涂覆层，第二涂覆层包含硬碳材料，第一涂覆层包含钛酸钠和软碳材料
。
在负极极片碾压时，包含碳酸钠和软碳的第一涂覆层可以缓冲集流体受到的压力，减少断箔的发生和改善极片整体的形貌，此外钛酸钠具有较高的压实密度，可以明显提高负极极片的压实密度；软碳也可以一定程度上改善负极极片的压实密度，另外软碳具有优异的导电子和传输钠离子能力，可以弥补钛酸钠导电性差的缺点，可以加速钠离子在第一涂覆层的传输
。
本专利技术采用的技术方案可以综合可以改善负极的加工问题和压实密度
、
以及兼顾钠离子电池的首效和快充性能
。
此外本方案在第一涂覆层增加一定含量的碳纳米管，碳纳米管为线性导电剂，具有较长的导电网络，可以进一步改善第一涂覆层导电能力，进一步改善钠离子电池的首效和快充性能
。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一个实施例提供的钠离子电池负极极片的剖面示意图
。
具体实施方式
[0018]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围
。
[0019]以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围
。
并且，在下述实施例
、
对比例中，所使用到的试剂
、
材料以及仪器如没有特殊说明，均可商购获得
。
[0020]如图1所示，本专利技术一个实施例提供一种钠离子电池负极极片，包含：集流体
10、
涂覆于所述集流体
10
表面的第一涂覆层
20
和涂覆于所述第一涂覆层
20
表面的第二涂覆层
30。
[0021]其中，所述第一涂覆层
20
包括第一负极活性材料
、
导电剂和粘结剂，所述第二涂覆层
30
包括第二负极活性材料，所述第一负极活性材料包含钛酸钠和软碳，所述第二负极活性材料包含硬碳
。
[0022]在本实施例中，所述第一涂覆层
20
和第二涂覆层
30
的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钠离子电池负极极片，其特征在于，包含：集流体
、
涂覆于所述集流体表面的第一涂覆层和涂覆于所述第一涂覆层表面的第二涂覆层；其中，所述第一涂覆层包括第一负极活性材料
、
导电剂和粘结剂，所述第二涂覆层包括第二负极活性材料
、
导电剂和粘结剂，所述第一负极活性材料为钛酸钠和软碳，所述第二负极活性材料为硬碳
。2.
如权利要求1所述的钠离子电池负极极片，其特征在于，所述第一涂覆层和第二涂覆层的质量比为（
0.25
～1）：
1。3.
如权利要求1所述的钠离子电池负极极片，其特征在于，所述第一涂覆层中钛酸钠和软碳的质量比为
1:(0.2
～
1)。4.
如权利要求1所述的钠离子电池负极极片，其特征在于，所述负极极片的压实密度为
1.1
～
1.4g/cm3。5.
如权利要求1所述的钠离子电池负极极片，其特征在于，所述导电剂为炭黑
、
碳纳米管和石墨烯的至少一种
。6.
如权利要求1所述的钠离子电池负极...

【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，刘丽娟，
申请(专利权)人：天鹏锂能技术淮安有限公司，
类型：发明
国别省市：