本发明专利技术公开一种钠离子电池，包含正极极片、负极极片、电解液和隔膜，所述负极极片包含负极材料、导电剂和粘结剂，所述负极材料包含硬碳和软碳，所述电解液包含有机溶剂、电解质盐、添加剂A和添加剂B，所述添加剂A结构式如式Ⅰ所示，所述添加剂B为低阻抗添加剂。本发明专利技术提供的一种钠离子电池，在含有硬碳的负极材料中加入软碳的同时，在电解液中加入添加剂A和低阻抗添加剂B，可以提高负极极片的压实密度、改善钠离子电池的快充循环和高温循环性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钠离子电池，属于钠离子电池。
技术介绍
1、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、电动汽车和无人机等领域。随着使用锂离子电池供电的产品的不断发展，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。
2、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，硬碳材料做成的负极极片的压实密度很低，很难进行碾压，采用更大的压力碾压时容易过压出现鼓边甚至是极片断裂的问题，此外硬碳负极材料的储钠曲线包含斜坡区和平台区，平台区其较钠离子扩散系数更低，会恶化钠离子电池的快充性能，此外硬碳的比表面积比较大，会消耗更多的电解液和活性钠离子带来钠离子电池寿命的恶化，降低其高温循环性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钠离子电池，可以提高负极极片的压实密度、改善钠离子电池的快充循环和高温循环性能。
2、为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种钠离子电池，包含正极极片、负极极片、电解液和隔膜，
4、所述负极极片包含负极材料、导电剂和粘结剂，所述负极材料包含硬碳和软碳，所述电解液包含有机溶剂、电解质盐、添加剂a和添加剂b，所述添加剂a结构式如下式ⅰ所示，所述添加剂b为低阻抗添加剂。
>5、6、其中，r1为碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为1～6的烯基或碳原子数为1～6的炔基或含有氰基的碳原子数为1～6的烷基或含有羰基的碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为1～6的酯基。
7、优选地，所述硬碳和软碳的质量比为1:(0.1～1)。
8、优选地，所述负极极片的压实密度范围为0.98～1.10g/cm3。
9、优选地，所述添加剂a选自如下式ⅰ1～式ⅰ8中的至少一种：
10、
11、
12、优选地，所述添加剂a在所述电解液中的质量含量为0.1％～4％。
13、优选地，所述添加剂b为一氟磷酸钠、二氟磷酸钠、三(三甲基硅)磷酸酯、四(三甲基硅)焦磷酸酯、三(三甲基硅)硼酸酯和三(三甲基硅)亚磷酸酯中的任意一种或多种。
14、优选地，所述添加剂b在所述电解液中的质量含量为0.1％～2％。
15、优选地，所述有机溶剂为碳酸酯溶剂、氟代碳酸酯溶剂、羧酸酯溶剂、氟代羧酸酯溶剂和醚类溶剂和氟代醚类溶剂中的任意一种或多种。
16、优选地，所述电解质盐为napf6、nafsi、natfsi、nabf4、naclo4、naasf6和nasbf6中的任意一种或多种。
17、优选地，所述正极极片为层状氧化物，结构式为namxoy，m为铁、铜、镍、钴和锰中的一种或多种，满足0.8≤x≤1.5，1.5≤y≤2.5。
18、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
19、本专利技术在含有硬碳的负极材料中加入一定量的软碳，可以改善负极极片的压实密度，从而改善负极极片的鼓边和极片断裂等加工问题，同时由于软碳材料斜坡区的容量占比更高，可以加速钠离子进入负极材料，改善钠离子电池的快充性能。但是不管是软碳和硬碳，比表面积均比较大，尤其是在高温条件下在负极材料表面发生大量的电解液溶剂分解和活性钠离子的消耗，既增加了负极材料的表面阻抗从而会恶化快充性能，同时会恶化高温寿命循环寿命。本专利技术在含有硬碳的负极材料中加入软碳的同时，在电解液中加入添加剂a和低阻抗添加剂b，可以进一步改善钠离子电池的快充性能和高温性能。具体地，添加剂a可以发生开环反应在负极表面形成富含有机组份和无机组份的致密界面膜，抑制电解液溶剂在负极表面的副反应；此外添加剂a含有具有较强的刚性的苯环结构，可以抑制正负极材料的膨胀；添加剂a发生开环反应后的有机胺结构可以结合电池中的酸，可以抑制酸对正负极材料表面的腐蚀和对电解液的分解。添加剂a形成的界面膜虽然具有很好的致密性，但是具有较高的界面阻抗，不利于快充性能的发挥；而添加剂b在负极表面可以形成富含磷酸盐、硼酸盐等导钠离子较好的无机盐，可以降低负极表面的阻抗，同时可以提高界面膜的热稳定性。综上，本专利技术中添加剂a和添加剂b联用可以兼顾负极界面膜对副反应的抑制、以及热稳定低阻抗。
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【技术保护点】
1.一种钠离子电池，其特征在于，包含正极极片、负极极片、电解液和隔膜，所述负极极片包含负极材料、导电剂和粘结剂，所述负极材料包含硬碳和软碳，所述电解液包含有机溶剂、电解质盐、添加剂A和添加剂B，所述添加剂A结构式如下式Ⅰ所示，所述添加剂B为低阻抗添加剂，
2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述硬碳和软碳的质量比为1:(0.1～1)。
3.根据权利要求2所述的钠离子电池，其特征在于，所述负极极片的压实密度范围为0.98～1.10g/cm3。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述添加剂A选自如下式Ⅰ1～式Ⅰ8中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述添加剂A在所述电解液中的质量含量为0.1％～4％。
6.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述添加剂B为一氟磷酸钠、二氟磷酸钠、三(三甲基硅)磷酸酯、四(三甲基硅)焦磷酸酯、三(三甲基硅)硼酸酯和三(三甲基硅)亚磷酸酯中的任意一种或多种。
7.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述添加剂B在所述电解液中的质量含量为0.1％～2％。
8.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸酯溶剂、氟代碳酸酯溶剂、羧酸酯溶剂、氟代羧酸酯溶剂和醚类溶剂和氟代醚类溶剂中的任意一种或多种。
9.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电解质盐为NaPF6、NaFSI、NaTFSI、NaBF4、NaClO4、NaAsF6和NaSbF6中的任意一种或多种。
10.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极极片为层状氧化物，结构式为NaMxOy，M为铁、铜、镍、钴和锰中的一种或多种，满足0.8≤x≤1.5，1.5≤y≤2.5。
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【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池，其特征在于，包含正极极片、负极极片、电解液和隔膜，所述负极极片包含负极材料、导电剂和粘结剂，所述负极材料包含硬碳和软碳，所述电解液包含有机溶剂、电解质盐、添加剂a和添加剂b，所述添加剂a结构式如下式ⅰ所示，所述添加剂b为低阻抗添加剂，
2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述硬碳和软碳的质量比为1:(0.1～1)。
3.根据权利要求2所述的钠离子电池，其特征在于，所述负极极片的压实密度范围为0.98～1.10g/cm3。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述添加剂a选自如下式ⅰ1～式ⅰ8中的至少一种：
5.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述添加剂a在所述电解液中的质量含量为0.1％～4％。
6.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述添加剂b为一氟磷酸钠、...
【专利技术属性】
技术研发人员：田少杰，蒋坤，李明月，潘婷，刘俊生，臧成杰，郑春龙，
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：
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