[发明专利]钠离子电池内芯、其制备方法及钠离子电池

说明书

本发明公开了钠离子电池内芯、其制备方法及钠离子电池，包括以下步骤：1)制得Na/NMP蓝色溶液；2)向蓝色溶液中加入CNT、PVDF，制得阳极复合浆料A；3)制得含有Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、NaF、PVDF和NMP的隔膜复合浆料S；4)制得含有钠盐正极材料、CNT、PVDF和NMP的阴极复合浆料C；5)铝箔/网正反两面依次涂覆对称的A、S、C涂层，形成C/S/A/Al/A/S/C结构的Bi‑cell复合膜；6)复合膜两面贴合铝箔/网，低温真空热压成型，制得电池内芯；进一步将电池内芯封装、注液，制得钠离子电池。本发明的钠离子电池首次充电效率高，能量密度高，多次充放电容量保持率好，具有广泛的商业化应用前景。

技术领域

本发明属于电池材料加工技术领域，具体涉及一种钠离子电池内芯、其制备方法及钠离子电池。

背景技术

锂离子电池是当今电池行业的绝对主流，发展迅速，推动了智能手机、笔记本电脑和电动汽车等诸多领域的革命性进步。然而，锂是一种相对稀缺的元素，人们也一直在寻找一种新的可充电电池来代替锂电。

钠元素在地壳中的储量远大于锂，且性质类似，钠离子电池与锂离子电池有着相似的“摇椅式”充放电原理。钠离子电池虽然被寄予厚望，但是因为钠离子较大的直径无法在石墨层间进行脱嵌，作为锂离子电池中常用的负极石墨却并不适用于钠离子电池。另外，钠离子无法和石墨形成稳定的相结构。作为钠离子电池的其他负极材料如石墨化硬碳、合金、氧化物和有机复合物等也被研究，然而目前大部分负极材料都会在钠离子嵌入过程中产生很大的体积膨胀，导致不可逆的容量衰减。同时，由于钠离子电池的首次充电会有大量的钠镶嵌在负极无法回到正极材料中，造成首次充电效率低。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来

发明内容

针对上述存在的技术问题至少之一，本发明提供了一种钠离子电池内芯、其制备方法及钠离子电池，本发明利用CNT替代硬碳作为电池负极，减少了负极使用量，提高了电池的能量密度；同时在负极内预先补充金属钠，使得电池在首次放电时有充足的金属钠回到正极，提高了首次充电效率，并在多次充放电循环过程中，持续补充金属钠，提高了容量保持率。

本发明的技术方案为：

本发明涉及一种钠离子电池内芯的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，金属钠块均匀溶解于N-甲基吡咯烷酮NMP，制得Na/NMP蓝色溶液；

步骤二，向Na/NMP蓝色溶液中加入碳纳米管CNT、聚偏二氟乙烯PVDF，制得阳极复合浆料A；

步骤三，制得含有Al₂O₃、NaF、聚偏二氟乙烯PVDF和N-甲基吡咯烷酮NMP的隔膜复合浆料S；

步骤四，制得含有钠盐正极材料、碳纳米管CNT、聚偏二氟乙烯PVDF和N-甲基吡咯烷酮NMP的阴极复合浆料C；

步骤五，金属铝箔/网正反两面，依次涂覆对称的A、S、C涂层，形成C/S/A/Al/A/S/C结构的Bi-cell复合膜；其中A涂层是涂覆阳极复合浆料A形成，S涂层是涂覆隔膜复合浆料S形成，C涂层是涂覆阴极复合浆料C形成；

步骤六，Bi-cell复合膜两面贴合铝箔或铝网，低温真空热压成型，排除N-甲基吡咯烷酮NMP，制得钠离子电池内芯。

优选地，步骤一中，Na/NMP蓝色溶液中Na浓度为0.1～2M。

优选地，步骤二中，阳极复合浆料A中CNT质量含量分别为5～15％，PVDF质量含量分别为0.2～1％。

优选地，步骤三中，所述Al₂O₃、NaF、PVDF、NMP质量比例为5～15％：5～15％：0.2～1％：69～89.8％。