[发明专利]一种钠离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钠离子电池及其制作工艺，钠离子电池包括设置有内腔的铝壳，和设置在铝壳内腔内的钠离子电池极组，钠离子电池极组在装入内腔前，通过压合机对钠离子电池极组进行压合，压合后所述钠离子电池极组的厚度和内腔的厚度比值为90％～96％。通过涂胶隔膜和压合工艺改善钠离子电池极组内正极片和负极片之间的贴合状态，有效改善了正极和负极的界面接触，提高了电池的性能，防止因界面贴合不好导致金属钠在负极析出，刺穿隔膜，消除了电池短路的安全隐患。通过改善压合后的钠离子电池极组与壳体的装配比，进而改善化成以及充放电过程中钠离子电池的界面状态，提升钠离子电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及电池制造领域，尤其涉及一种钠离子电池及其制备方法。

背景技术

上世纪70年代末，钠离子电池研究几乎同锂离子电池同步开展。由于当时钠离子电池面临的能量密度和循环性能限制，锂离子电池更受到人们的关注，但是近年来由于锂资源的稀缺、原材料的不断上涨、储能市场的爆发，开发其他廉价可替代锂离子电池的相关储能技术非常关键。

钠离子电池原材料为碳酸钠，储备丰富，因此价格低廉且常年稳定。能量密度未来是有希望比肩铁锂，同时具备优异的低温性能(-40℃能够放电)和倍率性能。生产工艺与锂电相同，产业化推广难度较低，钠离子电池又重新回到了人们的视野。

目前无定形碳因具备比较大的层间距、较高的储钠容量以及较低的储钠电位，是钠离子电池的主要负极材料。国内成熟的负极材料体系又以其中的硬碳材料作为首选。以硬碳作为负极材料做成的极片，在干燥过程中厚度基本不反弹，后期化成过程中的厚度反弹也远远低于人造石墨，这就导致电池在化成过程中成膜不充分，极片界面状态差，循环性能差，充放电过程中有析钠等问题。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种钠离子电池及其制备方法，通过改善极组内正极片和负极片之间的贴合状态以及极组与壳体的装配比，改善化成以及充放电过程中界面状态，提升循环性能。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种钠离子电池，包括设置有内腔的铝壳，和设置在铝壳内腔内的钠离子电池极组，钠离子电池极组在装入内腔前，通过压合机对钠离子电池极组进行压合，压合后，所述钠离子电池极组的厚度和内腔的厚度比值为90％～96％。

通过压合改善钠离子电池极组内正极片和负极片之间的贴合状态，有效改善了正极和负极的界面接触，提高了电池的性能，防止因界面贴合不好导致金属钠在负极析出，刺穿隔膜，消除了电池短路的安全隐患。

通过改善压合后的钠离子电池极组与壳体的装配比，进而改善化成以及充放电过程中钠离子电池的界面状态，提升钠离子电池的循环性能。

本发明进一步设置为：所述钠离子电池极组外表面包裹有绝缘膜，所述钠离子电池极组和绝缘膜的体积之和与空腔的装配比为：92～98％。优选地，所述钠离子电池极组和绝缘膜的体积之和与空腔的装配比为：94～96％。

本发明进一步设置为：所述钠离子电池极组包括正极片、负极片和隔膜，所述隔膜的正面和/或反面涂有一层涂胶，所述涂胶的厚度为1～3um，所述涂胶的主要成分为聚偏氟乙烯基聚合物。

本发明进一步设置为：所述负极片的材料为无定形碳，所述无定形碳包括软碳、硬碳和软硬复合碳。

本发明进一步设置为：所述钠离子电池极组的正面和/或反面贴有一层膨胀胶带，所述胶带厚度为20～60um。膨胀胶带在遇电解液时厚度方向会发生膨胀，该膨胀胶带也可贴在绝缘膜表面。

一种钠离子电池的制作工艺，包括以下步骤：

S1、将正极片、负极片和正反面涂了胶的干法隔膜叠成钠离子电池极组，用热压机将钠离子电池极组压实，在钠离子电池极组外表面包上一层绝缘膜；

S2、将包覆绝缘膜的极组装进铝壳的内腔中，此时钠离子电池极组和空腔的填充比为92％-98％；