一种钠离子电池及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114583174A(43)申请公布日2022.06.03(21)申请号202210277041.XH01M10/058(2010.01)(22)申请日2022.03.21(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人江卫军周世波郝雷明杨红新陈思贤任海朋(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659专利代理师牛海燕(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/134(2010.01)H01M4/136(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种钠离子电池及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种钠离子电池及其制备方法，所述钠离子电池包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括正极活性材料和正极补钠添加剂，所述负极包括微孔金属箔，本发明通过控制电芯内部膨胀力和金属钠质地软的特点，抑制钠枝晶形成，利用微孔金属箔材作为负极，可吸纳金属钠在微孔中，减少形成刺穿隔膜的枝晶，控制电池隔膜的孔径，调整钠离子的迁移速率，使得钠能够在负极上进行均匀沉积，从而避免形成枝晶。CN114583174ACN114583174A权利要求书1/1页1.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括正极活性材料和正极补钠添加剂，所述负极包括微孔金属箔。2.如权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性材料包括聚阴离子正极材料、层状氧化物或普鲁士蓝衍生物中的任意一种或至少两种的组合，优选为聚阴离子正极材料；优选地，所述聚阴离子正极材料包括Na4Fe3(PO4)2P2O7和/或Na2Fe2(SO4)3。3.如权利要求1或2所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性材料满足5×10‑6<‑6[(Qc‑Qd)×h×ρ正]/(QNa×ρNa)<20×10，其中，Qc是正极首次充电容量，Qd是正极首次放电3容量，单位为Ah/kg，h是正极涂覆厚度，单位为m，ρ正正极压实密度，单位为kg/m，QNa是金属3钠的理论容量为1165Ah/kg，ρNa是金属钠的密度为970kg/m。4.如权利要求1‑3任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极补钠添加剂包括草酸钠、氧化钠或过氧化钠中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述正极补钠添加剂和正极活性材料的质量比为1:10。5.如权利要求1‑4任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述微孔金属箔包括微孔铝箔；优选地，所述微孔金属箔的厚度为10～20μm。6.如权利要求1‑5任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述微孔金属箔的孔径为2～30μm；优选地，所述微孔金属箔的孔密度为2000～20000个/cm2。7.如权利要求1‑6任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述隔膜包括纳米孔隔膜；优选地，所述隔膜的厚度为10～15μm。8.如权利要求1‑7任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述隔膜的孔径为1～10nm；优选地，所述隔膜的孔隙率为40～60％。9.如权利要求1‑8任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述电解液包括电解质和有机溶剂；优选地，所述电解质包括六氟磷酸钠、四氟硼酸钠或高氯酸钠中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机溶剂包括PC、EC，DMC，DEC，VC，FEC、乙醚、二甘醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、1‑丁基‑3‑甲基咪唑鎓四氟硼酸盐中的任意一种或至少两种的组合。10.一种如权利要求1‑9任一项所述钠离子电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将正极活性材料、导电剂、粘结剂和正极补钠添加剂混合，涂覆在铝箔表面，采用微孔金属箔作为负极，和隔膜及电解液组装得到所述钠离子电池。2CN114583174A说明书1/6页一种钠离子电池及其制备方法技术领域[0001]本发明属于钠离子电池技术领域，涉及一种钠离子电池及其制备方法。背景技术[0002]近年来全球新能源汽车发展迅猛，带动了动力锂离子电池的高速增长。然而，受锂资源不足的影响，最近的动力锂离子电池市场也受到了原料涨价和供应紧张的影响。因此，市场迫切急需一种可替代的二次电池技术出现。其中，钠的资源非常丰富。钠二次电池的工作原理和制造工艺流程与锂离子电池非常相似，因此被人们寄予厚望。然而目前的钠二次电池能量密度还无法达到锂离子电池的水平，因此在新能源汽车上还无法替代锂离子电池。[0003]目前高能量密度的钠二次电池研究集中在金属钠负极。但采用金属钠作为负极易产生枝晶刺穿隔膜，发生内部微短路或者短路，从而导致循环性能差，并且引发安全风险。为此人们一直在不断研究并改善这些缺陷。