【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二次电池，尤其涉及一种低温钠离子电池及制备方法。
技术介绍
1、硬碳作为现阶段主要应用的钠离子电池负极材料，克容量偏低，普遍小于350mah/g，倍率性能也较差；并且，低温下钠离子反应动力学慢，电芯极化大，硬碳的平均嵌钠电位为0.1v，低温嵌钠能力差，硬碳负极容易达到截止电压0v，导致全电池低温下无法充电。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本申请提供了一种低温钠离子电池及制备方法，能够在低温下工作，满足低温充放电需求，循环稳定。所述技术方案如下：
2、一方面，本申请提供了一种低温钠离子电池，包括正极电极片与负极电极片，所述正极电极片包括正极集流体与位于所述正极集流体表面的正极涂层，所述正极涂层的正极活性材料包括聚阴离子型化合物；所述负极电极片包括负极集流体与位于所述负极集流体表面的负极涂层，所述负极涂层的负极活性材料为改性纳米二氧化钛，所述改性纳米二氧化钛包括纳米二氧化钛、多孔碳材料和碳纳米纤维，所述纳米二氧化钛与所述碳纳米纤维分散于所述多孔碳材料的多孔结构中，形成相互交联多孔网状结构。
3、进一步地，所述改性纳米二氧化钛的嵌钠电位为0.4v～2.0v。
4、进一步地，所述低温钠离子电池还包括电解液，所述电解液的溶剂为酯类溶剂。
5、进一步地，所述酯类溶剂包括碳酸丙烯酯和乙酸乙酯，所述碳酸丙烯酯和乙酸乙酯的体积比为(8～9)：(1～2)。
6、进一步地，所述电解液的熔点低于所述酯类溶剂的熔点，所述
7、进一步地，所述聚阴离子型化合物包括硫酸盐类聚阴离子化合物和磷酸盐类聚阴离子化合物中的至少一种。
8、进一步地，所述低温钠离子电池的工作温度为-80℃～60℃。
9、进一步地，所述正极涂层还包括正极导电剂和正极粘结剂，所述负极涂层还包括负极导电剂和负极粘结剂，所述低温钠离子电池满足下述特征的至少其一：
10、所述正极导电剂包括石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、金属粉、金属纤维和聚亚苯基衍生物中的至少一种；
11、所述正极粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和含氟丙烯酸酯类树脂中的至少一种；所述负极导电剂包括石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、金属粉、金属纤维和聚亚苯基衍生物中的至少一种；
12、所述负极粘结剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚甲基丙烯酸、羧甲基纤维素钠和羧甲基壳聚糖中的至少一种。
13、进一步地，所述低温钠离子电池满足下述特征的至少其一：
14、所述正极涂层的面密度为16～22mg/cm2；
15、所述负极涂层的面密度为4～8mg/cm2。
16、另一方面，本申请还提供了一种低温钠离子电池的制备方法，包括：
17、将负极浆料涂覆于负极集流体的表面上，以在所述负极集流体表面形成负极涂层，得到负极电极片；所述负极浆料包括负极活性材料，所述负极活性材料为改性纳米二氧化钛，所述改性纳米二氧化钛包括纳米二氧化钛、多孔碳材料和碳纳米纤维，所述纳米二氧化钛与所述碳纳米纤维分散于所述多孔碳材料的多孔结构中；
18、将所述负极电极片与正极电极片叠加卷绕，并封装，得到所述低温钠离子电池；所述正极电极片包括正极集流体与位于所述正极集流体表面的正极涂层，所述正极涂层的正极活性材料包括聚阴离子型化合物。
19、实施本申请，具有如下有益效果：
20、1、本申请采用改性纳米二氧化钛作为负极活性材料，具有较高的嵌钠电位；同时，该改性纳米二氧化钛中的纳米二氧化钛能够充分均匀地分散到多孔碳材料的多孔结构中，有利于形成多孔网状结构，能够提升改性纳米二氧化钛的导电性，降低低温钠离子电池的内阻，极化小，从而大大提升低温钠离子电池的低温性能与倍率性能；并且，碳纳米纤维的引入能够进一步协同多孔碳材料提升改性纳米二氧化钛及负极电极片的离子电导率，也能够相互交联形成多孔网状结构，有利于低温下钠离子的传输，能够进一步提升低温钠离子电池的低温性能；该改性纳米二氧化钛中的纳米二氧化钛、多孔碳材料和碳纳米纤维协同配合，使得具有该改性纳米二氧化钛负极的钠离子电池能够在低温下工作，完成充放电，满足低温充放电需求，循环稳定，且成本低。
21、2、本申请采用酯类溶剂作为电解液的溶剂，能够大大降低电解液的熔点，并提高电解液的耐高压性能，使得电解液能够在低温下工作；且具有该酯类溶剂的电解液与具有改性纳米二氧化钛的负极电极片协同配合，有利于钠离子在低温下的传输，能够进一步增强低温钠离子电池的低温性能，满足低温钠离子电池的低温工作需求。
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1.一种低温钠离子电池，其特征在于，包括正极电极片与负极电极片，所述正极电极片包括正极集流体与位于所述正极集流体表面的正极涂层，所述正极涂层的正极活性材料包括聚阴离子型化合物；所述负极电极片包括负极集流体与位于所述负极集流体表面的负极涂层，所述负极涂层的负极活性材料为改性纳米二氧化钛，所述改性纳米二氧化钛包括纳米二氧化钛、多孔碳材料和碳纳米纤维，所述纳米二氧化钛与所述碳纳米纤维分散于所述多孔碳材料的多孔结构中。
2.根据权利要求1所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛的嵌钠电位为0.4V～2.0V。
3.根据权利要求1所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述低温钠离子电池还包括电解液，所述电解液的溶剂为酯类溶剂。
4.根据权利要求3所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述酯类溶剂包括碳酸丙烯酯和乙酸乙酯，所述碳酸丙烯酯和乙酸乙酯的体积比为(8～9)：(1～2)。
5.根据权利要求3所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述电解液的熔点低于所述酯类溶剂的熔点，所述电解液的熔点为-80～-100℃。
6.根据权利要求
7.根据权利要求1-5任一项所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述低温钠离子电池的工作温度为-80℃～60℃。
8.根据权利要求1-5任一项所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述正极涂层还包括正极导电剂和正极粘结剂，所述负极涂层还包括负极导电剂和负极粘结剂，所述低温钠离子电池满足下述特征的至少其一：
9.根据权利要求1-5任一项所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述低温钠离子电池满足下述特征的至少其一：
10.一种低温钠离子电池的制备方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种低温钠离子电池，其特征在于，包括正极电极片与负极电极片，所述正极电极片包括正极集流体与位于所述正极集流体表面的正极涂层，所述正极涂层的正极活性材料包括聚阴离子型化合物；所述负极电极片包括负极集流体与位于所述负极集流体表面的负极涂层，所述负极涂层的负极活性材料为改性纳米二氧化钛，所述改性纳米二氧化钛包括纳米二氧化钛、多孔碳材料和碳纳米纤维，所述纳米二氧化钛与所述碳纳米纤维分散于所述多孔碳材料的多孔结构中。
2.根据权利要求1所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛的嵌钠电位为0.4v～2.0v。
3.根据权利要求1所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述低温钠离子电池还包括电解液，所述电解液的溶剂为酯类溶剂。
4.根据权利要求3所述的低温钠离子电池，其特征在于，所述酯类溶剂包括碳酸丙烯酯和乙酸乙酯，所述碳酸丙烯酯和乙酸乙酯的体积比为(8～9)：(1～2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，马恬，刁继波，赵建庆，
申请(专利权)人：江苏众钠能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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