[发明专利]一种钠离子电池

说明书

为克服现有钠离子电池存在高倍率循环性能和低温性能不足的问题，本发明提供了一种钠离子电池，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括含有负极活性材料的负极材料层，所述非水电解液包括非水有机溶剂和钠盐，所述钠盐包括双(氟磺酰)亚胺钠；所述钠离子电池满足以下条件：0.5≤x*y/z≤4.5，且1.05≤x≤1.20，2≤y≤12，1≤z≤12；其中，x为钠离子电池的N/P比；y为负极活性材料的中值粒径，单位为μm；z为非水电解液中双(氟磺酰)亚胺钠的质量百分含量，单位为％。本发明提供的钠离子电池的低温性能优，实现高倍率和长循环运行的性能优点。

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种钠离子电池。

背景技术

随着锂离子电池的需求量迅速增加，锂资源成本不断增加，锂离子电池的生产成本也逐渐提高，面对上述问题，研究者们开始思考利用资源丰富的钠元素取代锂元素，并逐渐开始了对钠离子电池的研究。钠离子电池与锂离子电池原理结构类似，与锂电相比，钠离子电池资源广、成本低且波动小，且具有宽温区和高安全的性能赋予替代潜力，随着钠离子电池技术的不断进步，钠离子电池将在我国能源体系占据重要席位，尤其在储能领域具备广阔的成长空间，因此，发展高性能、低成本的钠离子电池是决定其是否能够产业化的决定性因素。

现有的钠离子电池存在高倍率充放电性能不足的问题，在高倍率充放电时，容易导致钠离子在负极上的不均匀沉积，形成钠枝晶，进而使得钠离子电池出现自放电的问题，影响电池循环性能，同时电解液在低温的粘度较高，影响离子传导性能。

发明内容

针对现有钠离子电池存在高倍率循环性能和低温性能不足的问题，本发明提供了一种钠离子电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种钠离子电池，包括正极、负极和非水电解液，所述负极包括含有负极活性材料的负极材料层，所述非水电解液包括非水有机溶剂和钠盐，所述钠盐包括双(氟磺酰)亚胺钠；

所述钠离子电池满足以下条件：

0.5≤x*y/z≤4.5，且1.05≤x≤1.20，2≤y≤12，1≤z≤12；

其中，x为钠离子电池的N/P比；

y为负极活性材料的中值粒径，单位为μm；

z为非水电解液中NaFSI的质量百分含量，单位为％。

可选的，所述钠离子电池满足以下条件：

0.8≤x*y/z≤3.2。

可选的，所述钠离子电池的N/P比x为1.10～1.18。

可选的，所述负极活性材料的中值粒径y为4～8μm。

可选的，所述非水电解液中双(氟磺酰)亚胺钠的质量百分含量z为2％～11％。

可选的，所述负极活性材料包括软碳、硬碳、碳纳米管、膨胀石墨和石墨烯中的至少一种。

可选的，所述正极包括含有正极活性材料的正极材料层，所述正极活性材料包括含钠的层状氧化物、含钠的聚阴离子化合物和含钠的普鲁士蓝化合物中的至少一种；

所述含钠的层状氧化物包括层状过渡金属氧化物，所述层状过渡金属氧化物包括式Ⅰ所示的化合物：

Na_xM_yO_z  式Ⅰ

其中，0＜x≤1，0＜y≤1，1＜z≤2，M选自Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Sn、Mo、Sb、V中的至少一种；

所述普鲁士蓝化合物包括式Ⅱ所示的化合物：