System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种负极极片及其制备方法、钠离子电池和用电设备技术_技高网

一种负极极片及其制备方法、钠离子电池和用电设备技术

技术编号:44508559 阅读:4 留言:0更新日期:2025-03-07 13:06
本申请提供一种负极极片及其制备方法、钠离子电池和用电设备,涉及钠离子电池技术领域。该负极极片包括集流体、第一涂层和第二涂层;第一涂层设置于集流体和第二涂层之间;第一涂层的原料包括硬碳、第一软碳、第一导电剂、第一分散剂和第一粘结剂;第二涂层的原料包括第二软碳、第二导电剂、第二分散剂和第二粘结剂。该负极极片具有较高的柔韧性、压实密度、电子导电性、循环性能、倍率性能,并且还可以降低析钠风险和掉粉概率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及钠离子电池,尤其涉及一种负极极片及其制备方法、钠离子电池和用电设备


技术介绍

1、钠离子电池是目前已经进入量产阶段的新型能源储存技术,因其原材料在全球分布广泛,储量丰富,并且,钠离子电池具有的优异低温性能,可以作为锂离子电池的有力补充;目前,钠离子电池负极主材主要采用的是硬碳。其具有容量高,倍率性能好,体积膨胀小等优点,但是,其无定型的微观结构使得其相比于石墨和软碳,具有较高的机械强度和更低的电子导电性,这些特性,使得硬碳为主要活性物质的钠离子电池负极存在如下的制程问题:

2、1)硬碳的较高的机械强度使得在辊压过程中,极片中的空隙不容易被填充,从而使得极片的压实密度很难提高,另外,如果强行提高极片的压实密度,必须施加更大的辊压压力,这可能会使得敷料中的粘结剂的结构受到损伤而降低其粘结性,从而导致极片的剥离力下降;

3、2)硬碳本征的较低电子导电性和极片辊压后存在较多的内部空隙引起的接触阻抗高,使得极片整体的电子导电性低;

4、3)现有技术中的导电剂易导致极片负极掉粉;

5、因此,亟需提供一个新的负极极片以解决上述问题。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种负极极片及其制备方法、钠离子电池和用电设备,以解决上述问题。

2、为实现以上目的,本申请第一方面提供一种负极极片,包括集流体、第一涂层和第二涂层;

3、所述第一涂层设置于所述集流体和所述第二涂层之间;

4、所述第一涂层的原料包括硬碳、第一软碳、第一导电剂、第一分散剂和第一粘结剂;

5、所述第二涂层的原料包括第二软碳、第二导电剂、第二分散剂和第二粘结剂。

6、可选的,所述第一涂层的原料按总质量为100%计,包括:所述硬碳80%-90%、所述第一软碳2%-15%、所述第一导电剂1%-5%、所述第一分散剂1%-2%、所述第一粘结剂1%-3.5%。

7、可选的,所述第二涂层的原料按总质量为100%计,包括:所述第二软碳92%-97%、所述第二导电剂1%-5%、所述第二分散剂1%-2%、所述第二粘结剂1%-3.5%。

8、可选的,所述的负极极片满足以下条件中的至少一个:

9、a.所述第一涂层的厚度为30μm-200μm;

10、b.所述第二涂层的厚度为所述第一涂层的厚度的3%-20%;

11、c.所述集流体的厚度为5μm-20μm。

12、可选的,所述的负极极片满足以下条件中的至少一个:

13、a.所述硬碳的前驱体包括生物质、树脂、煤基沥青、有机聚合物中的一种或多种;

14、b.所述硬碳的d50为2μm-10μm。

15、可选的,所述的负极极片满足以下条件中的至少一个:

16、a.所述第一软碳和所述第二软碳的前驱体各自独立的为煤、沥青、石油焦中的一种或多种;

17、b.所述第一软碳和所述第二软碳的d50各自独立的为2μm-10μm。

18、可选的,所述的负极极片满足以下条件中的至少一个:

19、a.所述第一导电剂和所述第二导电剂各自独立的为导电石墨、导电炭黑、碳纳米管中的一种或多种;

20、b.所述第一分散剂和所述第二分散剂各自独立的包括cmc;

21、c.所述第一粘结剂和所述第二粘结剂各自独立的为sbr和/或paa;

22、d.所述集流体包括铝箔和/或铜箔。

23、本申请第二方面提供一种所述的负极极片的制备方法,包括:

24、将所述第一涂层和所述第二涂层的原料分别得到第一涂层浆料和第二涂层浆料;

25、依次将所述第一涂层浆料、所述第二涂层浆料设置在集流体表面,得到所述负极极片。

26、本申请第三方面提供一种钠离子电池,包括所述的负极极片或所述的负极极片的制备方法制备得到的所述负极极片。

27、本申请第四方面提供一种用电设备,包括所述的钠离子电池。

28、与现有技术相比,本申请的有益效果包括:

29、本申请提供的负极极片,基于第一涂层中的第一软碳和第一导电剂的添加,使得第一涂层和第二涂层相较纯硬碳层,具有较高的柔韧性、压实密度、电子导电性、循环性能、倍率性能,并且还可以降低析钠风险和掉粉概率;其中,第一软碳和第一导电剂可以充当固体润滑剂,改善负极极片的柔韧性,大大降低硬碳颗粒间的抗力,而使得硬碳颗粒在辊压过程中进行较大程度的重排,从而使得颗粒之间的空隙减少,提升极片的压实密度。

30、本申请提供的负极极片的制备方法,加工效率高,制作成本低。

31、本申请提供的钠离子电池和用电设备,电化学性能优异,使用寿命长,成本低。

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【技术保护点】

1.一种负极极片,其特征在于,包括集流体、第一涂层和第二涂层;

2.根据权利要求1所述的负极极片,其特征在于,所述第一涂层的原料按总质量为100%计,包括:所述硬碳80%-90%、所述第一软碳2%-15%、所述第一导电剂1%-5%、所述第一分散剂1%-2%、所述粘结剂1%-3.5%。

3.根据权利要求1所述的负极极片,其特征在于,所述第二涂层的原料按总质量为100%计,包括:所述第二软碳92%-97%、所述第二导电剂1%-5%、所述第二分散剂1%-2%、所述第二粘结剂1%-3.5%。

4.根据权利要求1所述的负极极片,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:

5.根据权利要求1所述的负极极片,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:

6.根据权利要求1所述的负极极片,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:

7.根据权利要求1-6任一项所述的负极极片,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:

8.一种权利要求1-7任一项所述的负极极片的制备方法,其特征在于,包括:

9.一种钠离子电池,其特征在于,包括权利要求1-7任一项所述的负极极片或权利要求8所述的负极极片的制备方法制备得到的所述负极极片。

10.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求9所述的钠离子电池。

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【技术特征摘要】

1.一种负极极片,其特征在于,包括集流体、第一涂层和第二涂层;

2.根据权利要求1所述的负极极片,其特征在于,所述第一涂层的原料按总质量为100%计,包括:所述硬碳80%-90%、所述第一软碳2%-15%、所述第一导电剂1%-5%、所述第一分散剂1%-2%、所述粘结剂1%-3.5%。

3.根据权利要求1所述的负极极片,其特征在于,所述第二涂层的原料按总质量为100%计,包括:所述第二软碳92%-97%、所述第二导电剂1%-5%、所述第二分散剂1%-2%、所述第二粘结剂1%-3.5%。

4.根据权利要求1所述的负极极片,其特征在于,满足以下条件中的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王建华陈申谢玉强卿小敏罗兴怀
申请(专利权)人:深圳为方能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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