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1.（19）中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局（12）實用新型專利（10）授權(quán)公告號（45）授權(quán)公告日期（21）申請?zhí)?.8（22）申請日期2020.03.16（73）專利權(quán)人南京鼎騰石墨烯研究院有限公司地址江蘇省南京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)恒大路3號科技創(chuàng)新基地501室（72）發(fā)明人賴中平張國興王雷張耀發(fā)王娟（74）專利代理機構(gòu) 南京新匯恒誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32424 代理人 謝娟文 （51）Int.Cl. H01M 4/66 (2006.01) H01M 4/70 (2006.01) H01M 10/054 (2010.01) (54) 實用新型名稱。
2.一種鈉離子電池的電極結(jié)構(gòu)(57) 摘要本實用新型公開了一種鈉離子電池的電極結(jié)構(gòu)，包括多個集流體，其特征在于，在集流體上設(shè)置有至少一個穿孔。集流體上涂覆有電極層，并且在相鄰的兩個集流體之間設(shè)置有隔膜和電解質(zhì)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，穿孔是通過具有穿孔結(jié)構(gòu)的集流體來提高單體電池的整體能量密度。 表面的微小孔洞增加了集流體表面活性物質(zhì)的負載，提高了單體電池的能量密度。 同時，這些穿孔結(jié)構(gòu)有助于電解質(zhì)在電化學(xué)反應(yīng)過程中向各個方向的離子轉(zhuǎn)移能力，從而可以提高不同的充電和放電速率。 充電和放電效率較低。 1頁權(quán)利要求，3頁說明書，2頁附圖，CN U 2020.12.1。
3. 8 CN U 1.一種鈉離子電池電極結(jié)構(gòu)，包括多個集流體，其特征在于，所述集流體上設(shè)有至少一個穿孔，所述集流體上涂覆有電極層。 兩個相鄰的集流體具有隔板并且電解質(zhì)布置在集流體之間。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉離子電池電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述集流體由箔片制成，所述箔片由金屬或非金屬材料制成。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉離子電池電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電極層由電極材料制成，所述電極材料包括正極活性材料和負極活性材料。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉離子電池電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔膜由聚合物多孔隔膜制成。 權(quán)利要求 1/1 頁。
4.2 CN U 2 一種鈉離子電池的電極結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域0001 本實用新型涉及鈉離子電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種鈉離子電池的電極結(jié)構(gòu)。 背景技術(shù)0002 近年來，鋰離子電池、鉛酸電池、超級電容器等電化學(xué)儲能器件（EESD）在電動汽車（EV）、混合動力汽車（HEV）、插電式汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。混合動力電動汽車（插電式、PHEV）、無繩電動工具、無線電源和其他電力存儲系統(tǒng)。 多年來，電化學(xué)儲能裝置不斷發(fā)展。
5、雖然在研究和改進方面取得了重大進展，但其能量密度（ ）、功率密度（功率）和使用壽命仍難以滿足要求。 隨著可穿戴電子設(shè)備的快速發(fā)展，迫切需要開發(fā)柔性、輕量化、高能量密度的電化學(xué)儲能裝置。 0003 鈉是地球上最豐富的元素之一，具有與鋰相似的化學(xué)性質(zhì)，因此它也可能適用于鋰離子電池系統(tǒng)。 鈉離子電池與鋰離子電池相比有很多優(yōu)點，如（1）成本低； 鈉鹽原料豐富，采用鐵錳鎳系正極材料相比鋰離子電池三元正極材料，原材料成本降低一半。 (2)可采用低濃度電解液； 由于鈉鹽的特性，對于相同電解液濃度，鈉鹽的電導(dǎo)率高于鋰電解液20的電導(dǎo)率。
約6.%。 (3)鈉離子不與鋁反應(yīng)形成合金。 鋁箔可以作為負極的集流體，可以降低電池的成本和重量。 (4)安全性能良好； 鈉離子電池不具有過放電特性，可以將電池放電至0V狀態(tài)。 0004 鈉離子電池主要由正極、負極、電解液和隔膜組成，而電極則由電極材料和集流體組成。 電極材料是電化學(xué)儲能裝置充放電時的主要反應(yīng)器。 在電化學(xué)反應(yīng)過程中，它們可以通過集電器傳輸電子。 因此，集流體是用來完成電流回路的材料的基本配件。 電解液對電池系統(tǒng)的性能影響很大。 它必須具有寬的電化學(xué)窗口、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和高的離子電導(dǎo)率。 發(fā)明內(nèi)容0005為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種．
7、一種鈉離子電池的電極結(jié)構(gòu)，能夠減輕電池的重量，減輕電池首次充放電過程中的不可逆離子損失，提高電池的能量密度。 0006 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案： 0007 一種鈉離子電池電極結(jié)構(gòu)，包括多個集流體，其特征在于，所述集流體上設(shè)置有至少一個穿孔。 ，而穿孔是為了提高單體電池的整體能量密度，通過穿孔結(jié)構(gòu)的集流體上的微小孔來增加電池的整體能量密度，增加了集流體表面活性物質(zhì)的負載，提高了電池的能量密度。單個電池。 同時，這些穿孔結(jié)構(gòu)有助于電解質(zhì)在電化學(xué)反應(yīng)過程中向各個方向移動。 離子轉(zhuǎn)移能力可以提高不同充放電倍率下的充放電效率。 集流體上涂覆有電極層，并且在兩個相鄰的集流體之間設(shè)置有隔膜。
8.還有電解液。 0008 優(yōu)選地，上述集流體由箔片制成，所述箔片由金屬或非金屬材料制成。 0009 更優(yōu)選地英語作文，上述電極層由電極材料制成，該電極材料包括正極活性物質(zhì)和負極。 活性物質(zhì)干電池的構(gòu)造，正極活性物質(zhì)包括鈷酸鈉、錳酸鈉、鈉基多元過渡金屬氧化物、鈉使用說明書1/3頁3 CN U 3氧化釩、過渡金屬磷酸鈉鹽和過渡金屬氟鈉磷酸鹽、磷酸鐵鈉（）、氧化錳鈉（）、三元體系（TM=Ni、Co、Fe、Mn、Cr等過渡金屬），負極活性物質(zhì)包括碳材料、鈉合金。 更優(yōu)選0010。
9、進一步地，上述負極活性材料包括碳材料、鈉合金，負極活性材料為石墨、乙炔黑、中間相碳微球(MCMB)等中的一種或混合物。 0011更優(yōu)選地，上述隔膜由以下材料制成聚合物多孔隔膜的制備。 0012 進一步優(yōu)選地，上述電解液由有機鈉鹽溶液制成。 有機鈉鹽溶液包括鈉鹽、溶劑和添加劑。 鈉鹽包括NaPF6，溶劑采用高純有機溶劑，溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、1,2-二甲氧基乙烷(DME) 、四氫呋喃（THF）、2-甲基四氫呋喃（2-MTHF），添加劑采用功能保護添加。
10、由添加劑制成，添加劑包括成膜保護添加劑。 0013 本實用新型的有益特點是： (1)減少了集流體的質(zhì)量，在一定程度上減輕了電池的重量。 （2）箔內(nèi)阻降低，提高電池的能量密度和倍率性能； (3)提高電解液濃度保液能力，有利于提高循環(huán)壽命； (4)增強活性物質(zhì)與集流體之間的附著力； (5)增強鈉離子在電池內(nèi)各個方向的遷移能力和增加電解液中離子遷移速率，增加離子遷移路徑，提高不同充放電倍率下的充放電效率。 附圖說明0014圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 0015 圖2為本實用新型的制造方法的步驟流程圖； 0016 圖3為本實用新型的應(yīng)用示意圖； 0017 圖4是。
11、本實用新型另一種應(yīng)用示意圖。 0018 圖中附圖標記的含義：10.集流體，20.電極材料，30.穿孔，40.隔膜。 具體實施方式0019 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細介紹。 0020 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 本實用新型的電極結(jié)構(gòu)基本上可以用作鈉離子電池的正極或負極。 正極片由正極集電體和正極活性物質(zhì)構(gòu)成。 正極集流體采用穿孔鋁箔，負極極片由負極集流體和負極活性物質(zhì)組成。 負極集流體由穿孔銅箔制成。 0021 一種鈉離子電池電極結(jié)構(gòu)，包括多個集流體10。集流體10由箔片制成。 箔片由金屬或非金屬材料制成。 集流體10設(shè)有至少一個穿孔3。
12.0.這些穿孔30可以以規(guī)則或不規(guī)則的方式排列，且孔徑一致。 這些穿孔30在電化學(xué)反應(yīng)過程中有助于電解質(zhì)在各個方向上的離子轉(zhuǎn)移能力，并且可以提高不同的充電和放電速率。 為了實現(xiàn)較低的充電和放電效率，集流體10涂覆有電極層，并且隔板40和電解質(zhì)設(shè)置在兩個相鄰的集流體10之間。隔板40由聚合物多孔膜制成。 0022 電極層由電極材料20制成。電極材料20是電活性材料，用作電化學(xué)反應(yīng)過程中充電和放電的電流回路。 電極材料20包括正極活性材料和負極活性材料。 正極活性物質(zhì)包括鈷鈉氧化物、錳鈉氧化物、鈉系多價過渡金屬氧化物、釩鈉氧化物、過渡金屬磷酸鈉、過渡金屬氟磷酸鈉鹽、磷酸鐵等。
13、鈉（ ）、鈉錳氧化物（ ），三元系（TM=Ni、Co、Fe、Mn、Cr等過渡金屬），負極活性材料包括碳材料、鈉合金，負極說明2/3頁4 CN U 4 漿料為石墨、乙炔黑、中間相碳微球(MCMB)等中的一種。 0023 電解質(zhì)由有機鈉鹽溶液制成。 有機鈉鹽溶液包括鈉鹽、溶劑和添加劑。 鈉鹽包括NaPF 6 和NaPF 6 。 溶劑由高純度有機溶劑制成。 溶劑為碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、1,2-二甲氧基乙基酯。
14、烷烴(DME)、四氫呋喃(THF)、2-甲基四氫呋喃(2-MTHF)，添加劑為功能性保護添加劑，添加劑包括成膜保護添加劑。 0024 該專利提出，具有特殊電極結(jié)構(gòu)的鈉離子電池適用于電動汽車、混合動力電動汽車、插電式混合動力電動汽車、無線電動工具、無線供電等儲能系統(tǒng)。 0025 圖2為本發(fā)明制造方法的步驟流程圖： 0026 方法一：通過機械工藝在集流體10上加工穿孔30，制備電極材料20的漿料，將電極材料20的漿料均勻涂布電極材料20干燥后，在集流體10表面形成均勻的包覆結(jié)構(gòu)； 0027 方法二：先準備電極。
15、將材料20的漿料，將電極材料20的漿料均勻地涂覆在集流體10的表面上，干燥后，在集流體10的表面上形成均勻的涂覆結(jié)構(gòu)，然后進行開孔。由機械工業(yè)鉆探。 ，獲得具有穿孔30的集流體10。 0028 圖3為本實用新型電極結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖。 如圖所示，本實用新型提出的電極結(jié)構(gòu)以堆疊方式組裝成疊層結(jié)構(gòu)。 相鄰的正負極之間，極片20之間通過隔膜40隔開，以避免短路。 多層疊片完成后，將電芯用鋁塑膜或硬殼封裝，注入電解液，封裝成鋁離子電池。 0029 圖4.本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于卷繞結(jié)構(gòu)的鋁離子電池。 將正負極片20和隔板40分開，避免正極片、隔板短路。
16.將三層負極卷繞起來，制備圓形或方形電池芯。 用鋁塑膜或硬殼封裝電芯，注入電解液，封裝成鋁離子電池。 0030 本實用新型的有益效果是： (1)集流體10的質(zhì)量減小，一定程度上減輕了電池的重量。 （2）箔內(nèi)阻降低，提高電池的能量密度和倍率性能； (3)增加電解液的保液能力，有利于循環(huán)壽命的提高； (4)增強活性物質(zhì)與集電體10之間的附著力； （5）增強電池內(nèi)鈉離子向各個方向的遷移能力，提高電解液中離子的遷移速率干電池的構(gòu)造，增加離子遷移路徑，提高不同充放電倍率下的充放電效率。 0031 本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點如上所述。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，上述實施例并不對本發(fā)明進行任何限制，凡是通過等同替換或者等同變換所獲得的技術(shù)方案，均屬于本發(fā)明的保護范圍。 使用說明書 3/3 第 5 頁 CN U 5 圖 1 圖 2 附說明書 圖 1/2 第 6 頁 CN U 6 圖 3 圖 4 附說明書 圖 2/2 第 7 頁 CN U 7．