一种正极片和钠离子电池制造技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，具体涉及一种正极片及包括该正极片的钠离子电池

【技术实现步骤摘要】
一种正极片和钠离子电池


[0001]专利技术涉及电池
，具体涉及一种正极片及包括该正极片的钠离子电池
。

技术介绍

[0002]由于钠资源丰富
、
成本低等原因，钠离子电池备受关注，近年来在产业化应用上取得了较大的突破，具有广泛的应用前景
。
钠离子电池工作原理与锂离子电池类似，属于摇椅式二次离子电池，主要是利用钠离子在正负极之间的来回脱嵌以实现能量的储存与释放
。
[0003]在正极材料中，有三大类材料可作为钠离子电池的正极材料，分别为过渡金属氧化物
、
聚阴离子化合物和普鲁士蓝类似物
。
其中，过渡金属氧化物由于具有高的理论比容量和与锂电三元材料类似的制造工艺而得到的广泛关注和研究
。
与锂离子电池三元正极类似，相对于聚阴离子类材料，层状氧化物的热稳定性和化学稳定性较低，易引起材料在脱钠态结构不稳定，甚至导致材料分解，引起安全性问题，影响钠离子电池的使用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种正极片和钠离子电池
。
本专利技术的正极片具有良好导电性，提高电解液浸润性和钠离子的传导性，同时，该正极片具有良好的稳定性，可以防止过渡金属的溶出，降低正极片与电解液之间的副反应
，
从而提高钠离子电池的安全性和循环稳定性，此外还可以提高正极片的导电性，从而提高钠离子的传导性，提高钠离子电池的能量密度
。<br/>[0005]本专利技术第一方面提供了一种正极片，所述正极片包括正极活性物质层，所述正极活性物质层的热重曲线的微分曲线中至少存在2个失重峰，第一失重峰位于
300℃
‑
400℃
，第二失重峰位于
500℃
‑
700℃。
[0006]在一实例中，所述第一失重峰的失重率为
2wt
％
‑
8wt
％，优选为
3.3wt
％
‑
5.8wt
％
[0007]在一实例中，所述第二失重峰的失重率为
0.5wt
％
‑
6.3wt
％，优选为
1wt
％
‑
2.7wt
％
。
[0008]在一实例中，所述正极片包括正极集流体和位于正极集流体一侧或两侧表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极材料和导电剂；以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极材料的重量含量为
80wt
％
‑
98wt
％，所述导电剂的重量含量为
1wt
％
‑
15wt
％
。
[0009]在一实例中，所述正极材料的化学式为
Na
x
Ni
a
Fe
b
Mn
c
M
d
O2，其中，
M
为掺杂元素，
M
包括
Cu、Mg、Zn、Li、K、Co、Ca、Ba、Sr、Al、B、Cr、V、Zr、Ti、Sn、Mo、Ru、Si、Sb、Nb
和
Te
中的一种或多种，其中，
0≤a≤0.5
，
0≤b≤0.5
，
0.3≤c≤0.8
，
0≤d≤0.5
，
0.7≤x≤1。
[0010]在一实例中，所述导电剂包括碳的材料
、
基于金属的材料
、
导电聚合物或它们的混合物
。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种钠离子电池，该电池包括本专利技术第一方面的正极片
。
[0012]在一实例中，所述钠离子电池包括电解液，对所述正极片的正极活性物质层进行
热重分析得到热重曲线，在所述热重曲线的微分曲线中还包括所述第三失重峰位于
40℃
‑
130℃。
[0013]在一实例中，所述第三失重峰的失重率为
1wt
％
‑
12.4wt
％，优选为
2.5wt
％
‑
8.6wt
％
。
[0014]通过上述技术方案，本专利技术与现有技术相比至少具有以下优势：
[0015]由于本专利技术的正极片具有较高的分解温度和较高的稳定性，可以改善正极片在循环过程中的结构稳定性，有效降低正极片与电解液的副反应，从而提高了电池的循环稳定性，同时可以提高电池的热稳定性，从而提高了电池的安全性能
。
[0016]本专利技术的其它特点和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明
。
附图说明
[0017]图1所示为本专利技术一实施例的正极活性物质层热重曲线
(
上方
)
及其热重曲线的微分曲线
(
下方
)。
[0018]图2所示为本专利技术一实施例的正极片表面的
SEM
图
。
[0019]图3所示为本专利技术一实施例的正极片的截面
SEM
图
。
具体实施方式
[0020]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明
。
应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术
。
[0021]本专利技术第一方面提供了一种正极片，所述正极片包括正极活性物质层，所述正极活性物质层的热重曲线的微分曲线中至少存在2个失重峰，第一失重峰位于
300℃
‑
400℃
，第二失重峰位于
500℃
‑
700℃。
[0022]本专利技术的专利技术人发现，通过提高正极片的稳定性，能够提升电池的循环稳定性和安全性
。
[0023]本专利技术的专利技术人进一步深入研究发现，为了提高正极片的稳定性，可以通过对正极片热重曲线及其微分曲线满足一定条件，可以提高正极片的稳定性
。
[0024]在所述正极活性物质层热重曲线的微分曲线中显示所述第一失重峰位于
300℃
‑
400℃
，表明该正极片中的导电剂的分解温度较高，从而正极片中的导电剂的具有良好的稳定性，同时，当电池在充放电过程中或在高温环境下工作不影响其导电性，使正极片具有良好的导电性，提高钠离子的传导性，从而可以提高电池的能量密度
。
在所述正极活性物质热重曲线的微分曲线中显示所述第二失重峰位于
500℃
‑
700℃
时，表明该正极片中的正极材料的分解温度较高，从而提高正极片的稳定性高，可以防止过渡金属的溶出，降低正极片与电解液之间的副反应，从而可以提高电池的安全性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种正极片，其特征在于，所述正极片包括正极活性物质层，所述正极活性物质层的热重曲线的微分曲线中至少存在2个失重峰，第一失重峰位于
300℃
‑
400℃
，第二失重峰位于
500℃
‑
700℃。2.
根据权利要求1所述的正极片，其中，所述第一失重峰的失重率为
2wt
％
‑
8wt
％，优选为
3.3wt
％
‑
5.8wt
％；和
/
或，所述第二失重峰的失重率为
0.5wt
％
‑
6.3wt
％，优选为
1wt
％
‑
2.7wt
％
。3.
根据权利要求1所述正极片，其中，所述正极片包括正极集流体和位于正极集流体一侧或两侧表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极材料和导电剂；以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极材料的重量含量为
80wt
％
‑
98wt
％，所述导电剂的重量含量为
1wt
％
‑
15wt
％
。4.
根据权利要求3所述的正极片，其中，所述正极材料的化学式为
Na
x
Ni
a
Fe
b
Mn
c
M
d
O2，其中，
M
为掺杂元素，
M
包括
Cu、Mg、Zn、Li、K、Co、Ca、Ba、Sr、Al、B、Cr、V、Zr、Ti、Sn、Mo、Ru、Si、Sb、Nb
和
Te
中的一种或多种，其中，
0≤a≤0.5
，
0≤b≤0.5
，
0.3≤c≤0.8
，
0≤d≤0.5
，
0.7≤x≤1
；和
/
或，所述导电剂包括基于碳的材料
、
基于金属的材料
、
导电聚合物或它们的混合物；优选地，所述基于碳的材料包括天然石墨
、
人造石墨
、
碳黑
、
乙炔黑
、
科琴黑和碳纤维
、
碳纳米管和导电炭黑中的一种或多种；优选地，所述基于金属的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华文，赵伟，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：