【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及一种耐高低温环境的钠离子电池及其制备方法。
技术介绍
1、传统的锂离子电池制造需要耗用大量的锂、钴、镍等金属资源，尤其是近年来电动汽车锂电池行业的兴起，引发了人们对资源枯竭的担忧，且锂资源分布很不均匀，70％的锂分布在南美洲地区。与锂处于同一主族具有相似物理化学性质的纳资源却十分丰富，在地壳中的丰度位于第6位，且完全不受地域限制。在其他配套材料方面，因为钠离子电池不与铝形成合金，电池的负极集流体基材可以用铝箔替代铜箔。另外由于钠盐的导电性和扩散能力都比较好，可以使用低浓度电解液提高低温性能和倍率性能外，还能降低材料成本。
2、车载设备使用传统锂离子电池主要存在以下问题：高温充电性能方面,炎热的夏季汽车露天暴晒，车内环境温度最高可达到80℃以上，常规的锂离子电池长期处于高温的环境内会出现胀气现象，严重的甚至会发生爆炸起火等安全事故。
3、低温充电性能方面,冬季和部分寒冷地区，车内环境温度最低可达-20℃以下，常规的锂离子电池0℃甚至10℃以下充电效率降低60％以上，锂离子电池长期低温充电还会发生锂枝晶，造成起火爆炸等安全事故。
4、同时常规锂电池在-10℃无法放电。充电型钠离子电池可在-10℃下正常充电，钠离子电池低温性能优异，但是现有钠离子电池在-10℃以下温度时充电效率仍会发生较大幅度降低。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术旨在提供一种满足车载设备的倍率需求、耐高温环境、耐低温环境的钠离子电池及其制备
2、为实现该技术目的，本专利技术的方案是：一种耐高低温环境的钠离子电池，包括正极片、负极片、隔离膜、电解液；
3、所述正极片组成的质量百分比为：92-96％层状过渡金属氧化物、1.5-4.5％正极粘合剂、1.5-3.5％导电剂；所述负极片组成的质量百分比为：90.0-94.0％硬碳、1.5-3.0％导电剂、2.0-7.0％粘接剂；所述隔离膜为陶瓷层结构。
4、作为优选，所述层状过渡金属氧化物为naxmo2，m为过渡金属元素fe、co、ni、mn、cr、ti中的一种或多种；
5、所述正极片中层状过渡金属氧化物的d50为4-10um；比表面积为0.5-1.2m2/g；振实密度大于等于2.8g/cm3；克容量大于等于120mah/g。
6、作为优选，所述负极片中硬碳的d50为8-15um；比表面积为2.0-6.0m2/g；振实密度大于等于0.9/cm3；克容量大于等于300mah/g。
7、作为优选，所述电解液组成的质量百分比为：12-20％ napf6、75-86％溶剂、2-5％特性添加剂；
8、所述溶剂包括有ec、emc、dec，所述电解液中含有的溶剂的质量百分比为30-40％ec、5-15％emc、40-50％dec；
9、所述电解液的电导率为7.0-9.0ms/cm；密度为1.15-1.3g/cm3；水分含量小于等于20ppm。
10、所述特性添加剂包括有vc、ps、dtd、二氟草酸硼酸钠、二氟磷酸钠，所述电解液中含有的添加剂的质量百分比为0.5-1.5％ vc、0.5-3％ ps、0.2-0.5％ dtd、0.2-0.6％二氟草酸硼酸钠、0.25-0.65％二氟磷酸钠。
11、一种制备方法，制备耐高低温环境的钠离子电池，具体步骤如下：
12、s1、按比例将层状过渡金属氧化物、正极粘合剂、导电剂，通过行星搅拌器得到正极浆料；
13、s2、按比例将硬碳、粘接剂、导电剂，通过搅拌机混料得到负极浆料；
14、s3、使用涂布机按设计的工艺标准涂布，要求低温涂布，正极涂布温度低于140℃，负极涂布温度低于115℃；
15、s4、涂布后正、负极卷料分别进行真空烘烤，正极烘烤条件为100-115℃下6-10小时，真空度小于-0.085mpa,负极烘烤条件为80-100℃下6-10小时，真空度小于-0.085mpa；
16、s5、配置电解液，按比例将将napf6、溶剂、添加剂进行混合；
17、s6、按辊压-制片-卷绕-装配-烘烤-注液工序制成化成前电池；
18、s7、采用小电流加压化成，加压采用强力夹具；第一次恒流充电：电流0.1c/时间30-60min，充电电量5-10％；第二次恒流充电：电流0.2c/时间30-60min，充电电量20-50％；第三次恒流充电：电流0.5c/时间80-130min，充电电量50.0-90％；化成环境温度确保大于25℃；
19、s8、采用真空封口成型工艺进行封，电芯卸下化成柜高温搁置1-4h真空封口成型，真空封口程序通过控制真空封口机电芯主体压板压力，并测量计算控制电芯内的电解液保液量，获得封装完成的电芯。
20、作为优选，将封装完成的电芯进行高温测试：在温度85℃下电芯满电态存储12h后电芯不胀气、不起火、不爆炸，电池容量保持率85％以上，电池容量恢复率90％以上，3c倍率放电容量恢复率95％以上；
21、在温度65℃下电芯满电态存储7天后电芯不胀气、不起火、不爆炸，电池容量保持率88％以上，电池容量恢复率93％以上，3c倍率放电容量恢复率95％以上。
22、作为优选，将封装完成的电芯进行循环性能测试：1c充电3c倍率100％dod放电，1000次循环后容量保持率80％以上；
23、在温度60℃下，模拟1c充电3c倍率100％dod放电，500次循环后容量保持率75％以上。
24、本专利技术的有益效果，本申请的钠离子电池能满足行车记录仪在高温环境中较高倍率放电的需求，在高温环境中放电下仍能保持较高的容量，能满足行车记录仪的正常长时间使用；同时本申请的钠离子电池采用适合的电解液使其也具有较强的耐低温性能，-20℃低温性能可以达到85-95％的放电效率,-40℃低温性能可以达到75-85％的放电效率；与此同时，本申请的钠电池的制造成本能比同等性能的锂电池低30％左右。
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1.一种耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔离膜、电解液；
2.根据权利要求1所述的用于行车记录仪的耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于：所述层状过渡金属氧化物为NaxMO2，M为过渡金属元素Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Ti中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述的用于行车记录仪的耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于：所述负极片中硬碳的D50为8-15um；比表面积为2.0-6.0m2/g；振实密度大于等于0.9/cm3；克容量大于等于300mAh/g。
4.根据权利要求1所述的用于行车记录仪的耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于：所述电解液组成的质量百分比为：12-20％NaPF6、75-86％溶剂、2-5％特性添加剂；
5.根据权利要求4所述的用于行车记录仪的耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于：所述特性添加剂包括有VC、PS、DTD、二氟草酸硼酸钠、二氟磷酸钠，所述电解液中含有的添加剂的质量百分比为0.5-1.5％VC、0.5-3％PS、0.2-0.5％DTD、0.2-0.6％二氟草酸硼酸钠、0.25
6.一种制备方法，其特征在于：制备权利要求1-5所述耐高低温环境的钠离子电池，具体步骤如下：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：将封装完成的电芯进行高温测试：在温度85℃下电芯满电态存储12H后电芯不胀气、不起火、不爆炸，电池容量保持率85％以上，电池容量恢复率90％以上，3C倍率放电容量恢复率95％以上；
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：将封装完成的电芯进行循环性能测试：1C充电3C倍率100％DOD放电，1000次循环后容量保持率80％以上；
...【技术特征摘要】
1.一种耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔离膜、电解液；
2.根据权利要求1所述的用于行车记录仪的耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于：所述层状过渡金属氧化物为naxmo2，m为过渡金属元素fe、co、ni、mn、cr、ti中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述的用于行车记录仪的耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于：所述负极片中硬碳的d50为8-15um；比表面积为2.0-6.0m2/g；振实密度大于等于0.9/cm3；克容量大于等于300mah/g。
4.根据权利要求1所述的用于行车记录仪的耐高低温环境的钠离子电池，其特征在于：所述电解液组成的质量百分比为：12-20％napf6、75-86％溶剂、2-5％特性添加剂；
5.根据权利要求4所述的用于行车记录仪的耐高低温环境的钠离子...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢灿生，邓怡海，
申请(专利权)人：湖南美尼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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