【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及储能、特别是钠离子二次电池领域，具体地，本专利技术涉及用于圆柱钠离子二次电池的电极组件卷芯、其制备方法、包括其的圆柱钠离子二次电池、以及所述圆柱钠离子二次电池的用途。
技术介绍
1、随着全球能源需求的不断增加，储能技术的重要性日益突显。由于锂离子电池存在锂资源匮乏且分布严重不均等问题，钠离子电池则因钠元素储量丰富且价格低廉，正在逐渐崭露头角。钠离子电池是以钠离子为活性材料的离子电池，工作原理是通过钠离子在正负极之间的迁移来发电。钠离子电池因其成本低，低温性能好与安全性能更优等优点可填补锂离子电池在储能领域的发展空缺。
2、圆柱电池由于具有能量密度高、循环寿命长以及充电速度快等优点，已成为目前常见的钠离子电池构型之一。
3、圆柱钠离子二次电池卷芯通常是通过卷绕机将正极极片、隔膜与负极极片卷绕而成。然而，目前开发的圆柱钠离子二次电池仍然存在着在循环性能不足、特别是长期循环后容量保持率显著降低的问题，从而影响了电池性能和寿命，这制约了圆柱钠离子二次电池的市场化。
4、因此，仍然需要寻找一种能够改善圆柱钠离子二次电池的循环性能的方法。
技术实现思路
1、本专利技术是鉴于现有技术中存在的上述问题而作出的。
2、在第一方面中，本专利技术涉及用于圆柱钠离子二次电池的电极组件卷芯，其包括：
3、正极，正极包括正极集流体、形成(例如涂覆)在正极集流体的第一表面上的第一正极活性材料层和形成(例如涂覆)在正极集流体的与第一表
4、负极，负极包括负极集流体、形成(例如涂覆)在负极集流体的第一表面上的第一负极活性材料层和形成(例如涂覆)在负极集流体的与第一表面相反的第二表面上的第二负极活性材料层；
5、分隔正极和负极的隔膜；和
6、其中电极组件卷芯被卷绕成具有如下结构：在从其中心沿径向向外的方向上观察时，
7、-第一正极活性材料层相比于第二正极活性材料层更靠近卷芯中心，
8、-第一负极活性材料层相比于第二负极活性材料层更靠近卷芯中心，
9、-第一正极活性材料层和第二负极活性材料层彼此面对并且形成其中第一正极活性材料层相对于第二负极活性材料层远离卷芯中心的正包负结构，
10、-第二正极活性材料层和第一负极活性材料层彼此面对并且形成其中第一负极活性材料层相对于第二正极活性材料层远离卷芯中心的负包正结构，
11、其中所述正包负结构的n/p比值＝1.050-1.150，所述负包正结构的n/p比值为1.060-1.200，负包正结构的n/p比值-正包负结构的n/p比值＝0.010-0.100。
12、在第二方面中，本专利技术涉及第一方面的电极组件卷芯的制备方法，其包括以下步骤：
13、(1)提供正极，正极包括正极集流体、形成(例如涂覆)在正极集流体的第一表面上的第一正极活性材料层和形成(例如涂覆)在正极集流体的与第一表面相反的第二表面上的第二正极活性材料层；
14、(2)提供负极，负极包括负极集流体、形成(例如涂覆)在负极集流体的第一表面上的第一负极活性材料层和形成(例如涂覆)在负极集流体的与第一表面相反的第二表面上的第二负极活性材料层；
15、(3)提供隔膜；
16、(4)将正极、负极和隔膜卷绕成电极组件卷芯，其中所述电极组件卷芯为本专利技术第一方面的电极组件卷芯，即其具有如下结构：其中正极和负极通过隔膜分隔，并且在从电极组件卷芯的中心沿径向向外的方向上观察时，
17、-第一正极活性材料层相比于第二正极活性材料层更靠近卷芯中心，
18、-第一负极活性材料层相比于第二负极活性材料层更靠近卷芯中心，
19、-第一正极活性材料层和第二负极活性材料层彼此面对并且形成其中第一正极活性材料层相对于第二负极活性材料层远离卷芯中心的正包负结构，
20、-第二正极活性材料层和第一负极活性材料层彼此面对并且形成其中第一负极活性材料层相对于第二正极活性材料层远离卷芯中心的负包正结构，
21、其中所述正包负结构的n/p比值＝1.050-1.150，所述负包正结构的n/p比值为1.060-1.200，负包正结构的n/p比值-正包负结构的n/p比值＝0.010-0.100。
22、在第三方面中，本专利技术涉及圆柱钠离子二次电池，其包括本专利技术第一方面的电极组件卷芯。
23、在第四方面中，本专利技术涉及本专利技术第三方面的圆柱钠离子二次电池在储能设备，尤其是用于电动车、太阳能发电、风力发电、智能电网调峰、分布电站、后备电源或通信基站的储能设备中的用途。
24、申请人发现，在通常的圆柱钠离子二次电池电极组件(也可称作电芯)的卷绕式结构(也可称作卷芯)中，对于卷芯的每一圈而言正极极片和负极极片的周长(并且因此面积)不同，使得正负极极片的活性材料的量不同，从而导致靠近卷芯中心的正负极活性材料n/p比值与靠近卷芯外侧的正负极活性材料的n/p比值不平衡，造成钠离子电池出现析钠问题，从而影响电池的循环性能；通过控制圆柱钠离子二次电池的电极组件卷芯中负包正结构的n/p比值和正包负结构的n/p比值之间的相对差值，能够显著减少、甚至避免圆柱钠离子二次电池在循环过程中出现的析钠现象，从而显著地改善电池的循环性能(例如容量保持率)，延长电池的使用寿命。
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1.用于圆柱钠离子二次电池的电极组件卷芯，其包括：
2.根据权利要求1所述的电极组件卷芯，其中负包正N/P-正包负N/P＝0.030-0.075，优选0.040-0.065，更优选0.045-0.065。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电极组件卷芯，其中：
4.根据权利要求1-3任一项所述的电极组件卷芯，其满足如下条件的任意一个或多个：
5.根据权利要求1-4任一项所述的电极组件卷芯，其中第一正极活性材料层和第二正极活性材料层的组成相同；和/或
6.根据权利要求1-5任一项所述的电极组件卷芯，其中：
7.根据权利要求1-6任一项所述的电极组件卷芯，其中：
8.制备根据权利要求1-7任一项所述的电极组件卷芯的方法，其包括以下步骤：
9.圆柱钠离子二次电池，其包括根据权利要求1-7任一项所述的电极组件卷芯。
10.如权利要求9所述的圆柱钠离子二次电池在储能设备中的用途，由其是在用于电动车、太阳能发电、风力发电、智能电网调峰、分布电站、后备电源或通信基站的储能设备中的用途。<...
【技术特征摘要】
1.用于圆柱钠离子二次电池的电极组件卷芯，其包括：
2.根据权利要求1所述的电极组件卷芯，其中负包正n/p-正包负n/p＝0.030-0.075，优选0.040-0.065，更优选0.045-0.065。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电极组件卷芯，其中：
4.根据权利要求1-3任一项所述的电极组件卷芯，其满足如下条件的任意一个或多个：
5.根据权利要求1-4任一项所述的电极组件卷芯，其中第一正极活性材料层和第二正极活性材料层的组成相同；和...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦晓敏，陈伟，李树军，唐堃，
申请(专利权)人：溧阳中科海钠科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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