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鈉離子電池和用電設(shè)備的制作方法

文檔序號:40397676發(fā)布日期:2024-12-20 12:21閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種鈉離子電池,其特征在于,所述鈉離子電池包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜,所述負(fù)極包括負(fù)極活性材料,所述負(fù)極活性材料包括碳材料,所述碳材料的比表面積為a,單位為m2/g;所述電解液包括電解質(zhì)鹽、有機(jī)溶劑和添加劑,所述添加劑包括鈉鹽添加劑和有機(jī)添加劑,所述鈉鹽添加劑在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為e,單位為%,所述e與所述a的數(shù)值比滿足:0.01≤e/a≤3.5;所述有機(jī)添加劑在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為f,單位為%,所述f與所述a的數(shù)值比滿足:0.05≤f/a≤10。

2.如權(quán)利要求1所述的鈉離子電池,其特征在于,所述鈉鹽添加劑在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為0.05%-3%。

3.如權(quán)利要求1或2所述的鈉離子電池,其特征在于,所述有機(jī)添加劑包括氟代碳酸酯,所述氟代碳酸酯在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為0.1%-10%。

4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述e與所述f的數(shù)值比滿足:0.01≤e/f≤8。

5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述碳材料的比表面積為0.5m2/g-15m2/g。

6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述鈉鹽添加劑包括雙草酸硼酸鈉、二氟草酸硼酸鈉、二氟雙草酸磷酸鈉、二氟磷酸鈉中的一種或多種。

7.如權(quán)利要求3所述的鈉離子電池,其特征在于,所述氟代碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯、雙氟代碳酸乙烯酯中的至少一種。

8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述正極包括正極活性材料,所述正極活性材料包括層狀鈉過渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)(白)類化合物、鈉聚陰離子型化合物中的至少一種。

9.如權(quán)利要求8所述的鈉離子電池,其特征在于,所述正極活性材料包括層狀鈉過渡金屬氧化物,所述層狀鈉過渡金屬氧化物的比表面積為0.1m2/g-1.0m2/g,記為b;所述e與所述b的數(shù)值比滿足:0.1≤e/b≤15。

10.如權(quán)利要求9所述的鈉離子電池,其特征在于,所述層狀鈉過渡金屬氧化物在正極材料層中的質(zhì)量百分含量≥92%;所述層狀鈉過渡金屬氧化物材料的0.1c克容量大于或等于100mah/g;所述正極的壓實密度為2.9g/cm3-3.6g/cm3。

11.如權(quán)利要求8所述的鈉離子電池,其特征在于,所述正極活性材料包括普魯士藍(lán)(白)類化合物,所述普魯士藍(lán)(白)類化合物的比表面積為0.1m2/g-1.0m2/g,記為c;所述e與所述c的數(shù)值比滿足:0.1≤e/c≤15。

12.如權(quán)利要求11所述的鈉離子電池,其特征在于,所述普魯士藍(lán)(白)類化合物在正極材料層中的質(zhì)量百分含量≥92%;所述普魯士藍(lán)(白)類化合物材料的0.1c克容量大于或等于130mah/g;所述正極的壓實密度為1.2g/cm3-1.8g/cm3。

13.如權(quán)利要求8所述的鈉離子電池,其特征在于,所述正極活性材料包括鈉聚陰離子型化合物,所述鈉聚陰離子型化合物的比表面積為5m2/g-25m2/g,記為d;所述e與所述d的數(shù)值比滿足:0.005≤e/d≤0.4。

14.如權(quán)利要求13所述的鈉離子電池,其特征在于,所述鈉聚陰離子型化合物在正極材料層中的質(zhì)量百分含量≥92%;所述鈉聚陰離子型化合物材料的0.1c克容量大于或等于100mah/g;所述正極的壓實密度為1.8g/cm3-2.8g/cm3。

15.如權(quán)利要求1-14任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述碳材料包括天然石墨、人造石墨、中間相微碳球、硬碳、軟碳、多孔碳材料中的至少一種。

16.如權(quán)利要求1-15任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述碳材料在負(fù)極材料層中的質(zhì)量百分含量≥93%;所述碳材料的0.1c克容量大于或等于230mah/g;所述負(fù)極的壓實密度為0.9g/cm3-1.6g/cm3。

17.如權(quán)利要求1-16任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述電解液還包括含硫的酯類化合物、腈類化合物、酸酐類化合物中的一種或多種。

18.如權(quán)利要求17所述的鈉離子電池,其特征在于,所述含硫的酯類化合物在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為1%-5%;所述腈類化合物在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為1%-6%;所述酸酐類化合物在所述電解液中的質(zhì)量百分含量為0.05%-1%。

19.如權(quán)利要求17或18所述的鈉離子電池,其特征在于,所述含硫的酯類化合物包括亞硫酸二甲酯、亞硫酸二乙酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、甲烷二磺酸亞甲酯、1,3-丙磺酸內(nèi)酯、1,3-丙烯磺酸內(nèi)酯、1,4-丁磺酸內(nèi)酯、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、4-甲基硫酸亞乙酯中的一種或多種。

20.如權(quán)利要求17或18所述的鈉離子電池,其特征在于,所述腈類化合物包括單腈化合物和/或多腈化合物;所述單腈化合物包括乙腈、對甲基苯甲腈中的至少一種;所述多腈化合物包括丁二腈、戊二腈、己二腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、1,3,6-己烷三腈中的一種或多種。

21.如權(quán)利要求17或18所述的鈉離子電池,其特征在于,所述酸酐類化合物包括丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、順丁烯二酸酐、環(huán)磷酸酐中的一種或多種。

22.如權(quán)利要求1-21任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述電解質(zhì)鹽包括naclo4、nabf4、napf6、naasf6、nacf3so3、natdi、na[(cf3so2)2n]、na[(fso2)2n]和na[(cmf2m+1so2)(cnf2n+1so2)n]中的一種或多種,其中,m和n為自然數(shù)。

23.如權(quán)利要求1-22任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述電解質(zhì)鹽在所述電解液中的摩爾濃度為0.01mol/l-5.0mol/l。

24.如權(quán)利要求1-23任一項所述的鈉離子電池,其特征在于,所述有機(jī)溶劑包括碳酸酯類溶劑、醚類溶劑、羧酸酯類溶劑中的一種或多種。

25.一種鈉離子電池的制備方法,其特征在于,包括:

26.一種用電設(shè)備,其特征在于,所述用電設(shè)備包括殼體、以及收容于所述殼體內(nèi)的電子元器件和電池,所述電池為所述電子元器件供電,所述電池包括權(quán)利要求1-24任一項所述的鈉離子電池,或權(quán)利要求25所述的制備方法制得的鈉離子電池。


技術(shù)總結(jié)
本申請實施例提供一種鈉離子電池,包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜,所述負(fù)極包括碳材料,碳材料的比表面積為a,單位為m<supgt;2</supgt;/g;電解液包括電解質(zhì)鹽、有機(jī)溶劑和添加劑,所述添加劑包括鈉鹽添加劑和有機(jī)添加劑,鈉鹽添加劑在電解液中的質(zhì)量百分含量為e,單位為%,e與a的數(shù)值比滿足:0.01≤e/a≤3.5;所述有機(jī)添加劑在電解液中的質(zhì)量百分含量為f,單位為%,所述f與所述a的數(shù)值比滿足:0.05≤f/a≤10。該鈉離子電池根據(jù)電極材料的理化特性確定電解液中所需添加劑的合理用量,在電解液中加入適量的鈉鹽添加劑和有機(jī)添加劑,可更好地提升電池性能。本申請實施例還提供了包含該鈉離子電池的制備方法和用電設(shè)備。

技術(shù)研發(fā)人員:馬強(qiáng),徐曉東,張業(yè)正,侯天宏
受保護(hù)的技術(shù)使用者:華為技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/19
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