[发明专利]一种补钠组合物及钠离子电池

说明书

本申请公开了一种补钠组合物，将补钠添加剂覆盖在基膜上，作为电池隔膜使用；其中，所述补钠添加剂选自钠的氮化物、钠的氧化物、无机钠盐、有机钠盐中的任意一种或多种。本申请还提供一种钠离子电池。本申请提供的补钠组合物及钠离子电池，可以补充钠离子电池首圈容量不可逆损失，同时不损害正极极片结构，不影响正极片加工性能，同时提高隔膜浸润性及热稳定性。

技术领域

本申请涉及新能源电池技术领域，特别是涉及一种补钠组合物及钠离子电池。

背景技术

钠离子电池因钠资源丰富、成本低、安全性能好等优势，在储能领域有着广泛的应用前景。钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，利用钠离子在正负极之间可逆的嵌入脱出来实现能量的存储与释放。然而，钠离子电池在首次充放电过程中，在负极处会形成固态电解质膜(SEI膜)，会消耗一部分钠离子，从而造成正极材料钠的损失，因此降低了电池的能量密度。

为提高钠离子电池的能量密度，有必要对钠离子电池进行补钠，以弥补形成SEI膜时的不可逆钠损失。目前所报道的补钠方法主要有：(1)冷压钠片法；(2)电沉积法；(3)添加剂法。然而使用钠箔(冷压钠片)或者电沉积法，工艺复杂，对设备要求高，且单质钠反应活性高，安全性低。采用添加剂法则无需改变现有的生产工艺且操作简便。目前，常见的正极补钠添加剂以无机钠盐为主，例如：叠氮化钠(NaN₃)、镍酸钠(NaNiO₂)、草酸钠(Na₂C₂O₄)，磷化钠(Na₃P)、铬酸钠(NaCrO₂)和碳酸钠(Na₂CO₃)等。但这类补钠添加剂普遍存在以下问题：一方面是反应后有固体或气体残留，影响正极结构；另一方面是呈碱性，易与聚偏二氟乙烯膜(PVDF)反应，影响正极涂布。

例如，专利CN108539124A中使用了补钠极片进行补钠，一方面在电池中引入第三电极，降低了能量密度，另一方面使用金属钠，安全性低。专利CN111834622A提供了一种具有补锂/钠功能的多层正极片，在正极集流体两侧设置有正极材料层和补锂/钠材料层，但会导致以下问题：1)正极加工性能变差，出现掉料；2)补钠添加剂在首圈充电后会在极片中留下空位，同时补钠添加剂会影响正极PVDF，造成浆料凝胶现象，导致补锂/钠材料层与正极材料层不均匀。

因此，如何开发一种补钠添加剂，解决上述添加剂的问题，从而提高钠离子电池的能量密度和钠离子电池性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种补钠组合物；本发明的第二个目的为提供一种钠离子电池；本申请提供的补钠组合物，可以补充钠离子电池首圈容量不可逆损失，同时不损害正极极片结构，不影响正极片加工性能，同时提高隔膜浸润性及热稳定性。

本发明提供的技术方案如下：

一种补钠组合物，将补钠添加剂覆盖在基膜上，作为电池隔膜使用；

其中，所述补钠添加剂选自钠的氮化物、钠的氧化物、无机钠盐、有机钠盐中的任意一种或多种。

本申请中，将补钠添加剂覆盖在基膜上可以采用凹版辊涂、浸涂、窄缝挤压涂布、静电纺丝技术等方式实现。

优选地，补钠添加剂的分解电位≤4.4V，首圈脱钠容量与首圈嵌钠容量差值＞150mAh/g。