[发明专利]一种钠离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钠离子电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片、隔膜及电解液，所述正极片包括负极集流体及涂覆在所述负极集流体上的正极活性物质层，所述负极极片包括负极集流体以及涂覆在所述负极集流体上的负极活性物质层；

其中，所述正极活性物质层的克容量C_正(mAh/g)、中值粒径D_正(μm)、单面压实密度M_正(g/m²)、压实密度P_正(g/cm³)满足如下关系式：

所述负极活性物质层的克容量C_负(mAh/g)、中值粒径D_负(μm)、单面压实密度M_负(g/m²)、压实密度P_负(g/cm³)满足如下关系式：

2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述C_正、所述C_负、所述M_正和所述M_负之间满足如下关系式：

3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池，其特征在于，所述C_正的取值范围为130≤C_正≤180，所述D_正的取值范围为3≤D_正≤15，所述M_正的取值范围为150≤M_正≤210，所述P_正的取值范围为2.9≤P_正≤3.3。

4.根据权利要求1或2所述的钠离子电池，其特征在于，所述C_负的取值范围为320≤C_负＜400，所述D_负的取值范围为5≤D_负≤16，所述M_负的取值范围为70≤M_负≤100，所述P_负的取值范围为0.9≤P_负≤1.1。

5.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述隔膜为陶瓷隔膜，所述隔膜的孔隙率为40-50％、透气度为120-210s/100ml、厚度为9-20μm、穿刺强度≥5N。

6.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂、钠盐和功能添加剂；

所述有机溶剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸-乙酯、碳酸丙烯酯、含氟、硫或含不饱和键的链状或环状酯中的一种或几种；

所述钠盐为高氯酸钠、双氟磺酰亚胺钠、六氟磷酸钠、氯化钠、氟化钠、硫酸钠、碳酸钠、磷酸钠、硝酸钠、四氟硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、双草酸硼酸钠中的一种或几种；

所述功能添加剂为联苯、苯基环已烷、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层包括正极活性物质、导电剂和粘结剂；所述负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂和粘结剂；

所述正极活性物质为层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝及普鲁士白、有机正极材料中的至少一种；

所述负极活性物质为硬碳、软碳、碳纤维、石墨化碳微球、人造石墨、天然石墨中的至少一种；

所述导电剂为炭黑、SuperP、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、纳米碳纤维中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的钠离子电池，其特征在于，所述层状过渡金属中值粒径为5-13μm，克容量≥170mAh/g。

9.根据权利要求7所述的钠离子电池，其特征在于，所述硬碳中值粒径为5-9μm，克容量≥350mAh/g。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的钠离子电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)正极的制备：

S1、将正极活性物质、导电剂、粘结剂以(94-98)：(1-3)的重量比搅拌，再加入0.1-1份草酸进行混合，制得正极混合浆料；

S2、将粘结剂制成固含量为4-6％的胶液，将所述正极混合浆料和所述胶液按重量比(96-98)：(1-3)搅拌均匀，加入0.1-1重量份数的导电剂，并分步加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀成粘度为4800-5200Pa.s的正极浆料，并涂覆于正极集流体上，烘干辊压得正极片；

2)负极的制备：

S1、将负极活性物质、粘结剂、导电剂以(92-96)：(1-4)：(1-4)的重量比进行混合，制得负极混合浆料；

S2、在所述负极混合浆料中分步加入去离子水，搅拌均匀，先后加入1-4份粘结剂、0.1-0.5份保液剂，搅拌均匀成粘度为2800-3200Pa.s的负极浆料，并涂覆于负极集流体上，烘干辊压得负极片；

3)隔膜的制备：在PE基膜上涂覆3-5μm的陶瓷涂层；

4)电解液的制备：将有机溶剂、钠盐、功能添加剂按(75-85):(12-20)：(3-8)的重量比进行混合；

5)将所述负极片、正极片、隔膜和电解液制备成钠离子电池。