【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二次电池，尤其涉及一种钠离子电池及制备方法。
技术介绍
1、钠离子电池由于资源不受限，是理想的电池技术，但钠离子电池能量密度相对较低，导致其应用受限；目前一般通过提高钠离子正极材料的克容量来提高钠离子电池的能量密度，但是现阶段正极材料的克容量接近极限，导致能量密度提高受限。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本申请提供了一种钠离子电池及制备方法，能够有效提升钠离子电池的能量密度。所述技术方案如下：
2、一方面，本申请提供了一种钠离子电池，包括正极集流体、正极活性层、负极集流体、负极活性层与电解液，所述正极活性层位于所述正极集流体表面，所述正极活性层的正极活性材料为钠离子正极材料；所述负极活性层位于所述负极集流体表面，所述负极活性层的负极活性材料为碳材料；所述电解液的溶质为锂盐，所述电解液中具有锂离子；
3、在所述钠离子电池的充电过程中，所述正极活性材料能够脱出钠离子，所述锂离子能够嵌入所述负极活性层中形成锂碳化合物；在所述钠离子电池的放电过程中，所述钠离子和所述锂离子能够嵌入所述正极活性层中。
4、进一步地，所述锂碳化合物为li-cx(x＝0～6)。
5、进一步地，所述电解液满足下述特征的至少其一：
6、所述电解液中的锂盐包括六氟磷酸锂与双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种；
7、所述电解液的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中的至少一种。
8、进
9、进一步地，所述碳材料包括石墨，所述石墨在所述碳材料中的质量百分数为60％～100％。
10、进一步地，所述负极活性材料包括石墨与硬碳的混合材料或者石墨。
11、进一步地，所述正极活性材料包括聚阴离子型化合物、碳包覆的聚阴离子型化合物和层状过渡金属氧化物中的至少一种。
12、进一步地，所述钠离子电池满足下述特征的至少其一：
13、所述正极活性材料在所述正极活性层中的质量百分比为85％～98％；
14、所述负极活性材料在所述负极活性层中的质量百分比为90％～96％。
15、进一步地，所述正极活性层还包括正极导电剂和正极粘结剂，所述负极活性层还包括负极导电剂和负极粘结剂，所述钠离子电池满足下述特征的至少其一：
16、所述正极导电剂包括石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、金属粉、金属纤维和聚亚苯基衍生物中的至少一种；
17、所述正极导电剂在所述正极活性层中的质量百分比为0.5％～5％；
18、所述正极粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和含氟丙烯酸酯类树脂中的至少一种；
19、所述正极粘结剂在所述正极活性层中的质量百分比为2％～6％；
20、所述负极导电剂包括石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、金属粉、金属纤维和聚亚苯基衍生物中的至少一种；
21、所述负极导电剂在所述负极活性层中的质量百分比为0.5％～5％；
22、所述负极粘结剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚甲基丙烯酸、羧甲基纤维素钠和羧甲基壳聚糖中的至少一种；
23、所述负极粘结剂在所述负极活性层中的质量百分比为2％～6％。
24、另一方面，本申请还提供了一种钠离子电池的制备方法，包括：
25、将表面形成有正极活性层的正极集流体与表面形成有负极活性层的负极集流体叠加固定，并初步封装，得到初步封装后的电极极片；所述正极活性层的正极活性材料为钠离子正极材料，所述负极活性层的负极活性材料为碳材料；
26、在所述电极极片中加入电解液并封装，得到所述钠离子电池；所述电解液的溶质为锂盐，所述电解液中具有锂离子；在所述钠离子电池的充电过程中，所述正极活性材料能够脱出钠离子，所述锂离子能够嵌入所述负极活性层中形成锂碳化合物；在所述钠离子电池的放电过程中，所述钠离子和所述锂离子能够嵌入所述正极活性层中。
27、实施本申请，具有如下有益效果：
28、1、本申请采用锂盐电解液，配合能够嵌入钠离子和锂离子的钠离子正极材料，以及负极活性层中能够供锂离子嵌入并形成锂碳化合物的碳材料，在电芯化成过程中，电解液中的锂离子更靠近负极碳材料，会比从正极材料中脱出的钠离子更先在负极表面形成含锂的sei膜，而含锂的sei膜相较于含钠的sei膜在电解液中的溶解度更低，在电解液中更稳定，使得含锂的sei膜的钠离子电池较传统含钠sei膜的电池具有更优异的循环性能与高温性能。
29、2、电芯化成过程中，电解液中的锂离子更靠近负极碳材料，会比从正极材料中脱出的钠离子更先嵌入负极碳材料中，形成锂碳化合物(li-cx(x＝0～6))；并且锂电位相较于钠电位低0.3v左右，使得锂碳化合物的电位相较于钠碳化合物(若钠离子嵌入碳材料中会与碳材料形成钠碳化合物)电位低0.3v左右，在使用相同钠离子电池正极材料的情况下，正极与锂碳化合物之间的电位差比正极与钠碳化合物之间的电位差大0.3v左右，从而在正极活性层克容量不变的情况下，有利于提高钠离子电池整体对外的工作电压，进而提高钠离子电池的能量密度。
30、3、相较于传统钠离子电池正极使用硬碳作为负极，硬碳的压实密度偏低，而使用石墨作为负极，提高了压实密度，使得电芯的体积能量密度和质量能量密度均得到了提高；此外，石墨相对于硬碳能够提供更高的首次效率，有利于降低钠离子电池中锂离子的不可逆损失。
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1.一种钠离子电池，其特征在于，包括正极集流体、正极活性层、负极集流体、负极活性层与电解液，所述正极活性层位于所述正极集流体表面，所述正极活性层的正极活性材料为钠离子正极材料；所述负极活性层位于所述负极集流体表面，所述负极活性层的负极活性材料为碳材料；所述电解液的溶质为锂盐，所述电解液中具有锂离子；
2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述锂碳化合物为Li-Cx(x＝0～6)。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电解液满足下述特征的至少其一：
4.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电解液中锂盐的浓度为0.1mol/L～3mol/L。
5.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述碳材料包括石墨，所述石墨在所述碳材料中的质量百分数为60％～100％。
6.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述负极活性材料包括石墨与硬碳的混合材料或者石墨。
7.根据权利要求1-6任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性材料包括聚阴离子型化合物、碳包覆的聚阴离子型
8.根据权利要求1-6任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池满足下述特征的至少其一：
9.根据权利要求1-6任一项所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性层还包括正极导电剂和正极粘结剂，所述负极活性层还包括负极导电剂和负极粘结剂，所述钠离子电池满足下述特征的至少其一：
10.一种钠离子电池的制备方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池，其特征在于，包括正极集流体、正极活性层、负极集流体、负极活性层与电解液，所述正极活性层位于所述正极集流体表面，所述正极活性层的正极活性材料为钠离子正极材料；所述负极活性层位于所述负极集流体表面，所述负极活性层的负极活性材料为碳材料；所述电解液的溶质为锂盐，所述电解液中具有锂离子；
2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述锂碳化合物为li-cx(x＝0～6)。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电解液满足下述特征的至少其一：
4.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述电解液中锂盐的浓度为0.1mol/l～3mol/l。
5.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述碳材料包括石墨，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，刁继波，赵建庆，
申请(专利权)人：江苏众钠能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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