[实用新型]一种钠离子电池

说明书

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及电解液，所述正极片包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体以及涂覆于所述负极集流体至少一表面的负极活性物质层，其特征在于：所述正极集流体和所述负极集流体均包括箔材层以及涂覆于所述箔材层两表面的涂碳层。相比于现有技术，本实用新型的集流体在箔材层的基础上还设置了涂碳层，一方面，减少了粘接剂和导电剂的占比，提高电池的能量密度，另一方面，改善了活性物质层与集流体的粘接性，减少正负极掉料问题。

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池。

背景技术

随着储能体系的不断发展，锂的需求量大大增加，但锂资源储量有限，严重制约了锂离子电池向大规模储能方面的应用。相对于锂离子电池而言，丰富的钠资源使钠离子电池被认为是下一代大规模储能技术的最佳选择之一。

然而由于较大的钠离子半径不利于其在宿主材料中的脱嵌，低的钠离子电池能量密度和功率密度是限制其发展的重要问题。电极材料和电解液的选择对电池的能量及功率密度等性能起到决定性作用。然而，目前的研究仍难以提供兼顾高能量、高功率密度及循环稳定性的钠离子全电池体系。如专利CN109088068A的专利公开了一种钠离子电池，其电解液添加剂的阳离子的电荷/半径比小于钠离子的电荷/半径比，阴极活性材料包括普鲁士蓝类材料，使得钠离子电池具有良好的循环性能。然而，在该技术方案中，不管是阴极片还是阳极片，其中导电剂和粘接剂的占比都比较高，不仅大大降低了电池的能量密度，而且容易导致活性物质脱离集流体或降低材料倍率性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种钠离子电池，提高能量密度，同时减少正负极掉料问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种钠离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及电解液，所述正极片包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体以及涂覆于所述负极集流体至少一表面的负极活性物质层，所述正极集流体和所述负极集流体均包括箔材层以及涂覆于所述箔材层两表面的涂碳层。

作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述箔材层为铝箔，所述箔材层的厚度为6～20μm。箔材层的厚度过小起不到很好的汇集电流的作用，而箔材层的厚度过大会增加电池的整体厚度、体积和质量，不仅降低电池的能量密度，而且不能满足现在对电池轻便化的需求。

作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述涂碳层的单面厚度为0.5～3μm，所述涂碳层的单面面密度为0.5～2.0g/m²。涂碳层的面密度过小，涂碳层的厚度也就相应的变薄，会起不到改善作用，而涂碳层的面密度过大，涂碳层的厚度也就相应的增厚，会降低电池的能量密度，增加电池的重量。

作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述涂碳层由导电碳材料组成。涂碳层优选纳米导电石墨、碳包覆颗粒、碳纳米管等导电碳材料。

作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，按质量百分比，所述正极活性物质层包括90％～99％的正极活性物质，0.5％～8％的正极粘接剂和0.5％～8％的正极导电剂。一方面，由于正极集流体中设置了含有导电碳材料的涂碳层，因此，可减少正极导电剂的含量；另一方面，由于正极活性物质层与涂碳层的粘接性比正极活性物质层与箔材层的粘接性好，因此，可减少正极粘接剂的用量。综上，由于设置了涂碳层，减少了正极粘接剂和正极导电剂的含量，不仅提高了正极活性物质的占比，提高了电池的能量密度，而且改善了活性物质与集流体的粘接性，减少正极掉料问题。

作为本实用新型所述的钠离子电池的一种改进，所述正极活性材料包括磷酸铁钠、磷酸钒钠和普鲁士蓝类正极材料中的至少一种。