1.本發(fā)明涉及鈉離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鈉離子電池正極片、鈉離子電池及其制備方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

2.21世紀，鋰電池被應(yīng)用于手機、電腦、穿戴設(shè)備、電動汽車、二輪自行車、電動工具、路燈等眾多領(lǐng)域。隨著鋰電池越來越大的用量，鋰資源的消耗呈現(xiàn)出使用量越來越大并且消耗速度較快，鋰的生產(chǎn)量增長無法滿足消耗量增長的現(xiàn)象，這是因為一是鋰資源是有限的，主要以鋰輝石礦石和鹽湖鋰狀態(tài)存在，二是冬季鹽湖鋰無法提鋰，導(dǎo)致鋰金屬及化合物今年價格暴漲。對比之下，鈉來源廣泛、儲量豐富、鈉的儲量是鋰的420倍，價格遠遠低于鋰。近年來，隨著鋰價瘋狂上漲，鈉離子電池有望比鋰離子電池低30-50％的成本而受到廣泛關(guān)注，特別是在儲能領(lǐng)域、混合動力領(lǐng)域、替代鉛酸電池領(lǐng)域，鈉離子電池具有誘人的應(yīng)用前景。

3.目前鈉離子電池正極材料主要有普魯士藍類、磷酸釩鈉、鐵鎳錳酸鈉類。鈉離子電池正極材料，制備過程需要添加過量的na來獲得結(jié)晶性好的正極材料，因此鈉離子正極材料都會有少量的na剩余(在高溫下以na2o的形式存在)，溫度降低到室溫以后na2o會吸附空氣中的co2和h2o而形成naoh和na2co3等，使正極材料呈現(xiàn)堿性。并且na的堿性強于li，因此鈉離子正極材料堿性遠遠高于鋰離子正極材料。

4.鈉離子電池正極極片使用鋰離子電池正極用的集流體鋁箔作為鈉離子電池正極集流體，鈉離子正極材料表面naoh和na2co3與鋁箔在一定程度上反應(yīng)，導(dǎo)致極片碾壓過程中極易斷帶，影響了產(chǎn)品的加工性能；為防止極片斷帶，降低極片壓實密度，可以一定程度上減緩斷裂頻次，但無法本質(zhì)上解決極片斷裂問題，更無法達到產(chǎn)品容量設(shè)計要求。鈉離子正極材料表面naoh和na2co3與鋁箔反應(yīng)另一個后果是反應(yīng)生成物造成極片電阻過大，最終導(dǎo)致電池電阻過大，最終導(dǎo)致電池循環(huán)壽命變差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5.為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鈉離子電池正極片、鈉離子電池及其制備方法和系統(tǒng)。

6.第一方面，本發(fā)明提供的鈉離子電池正極極片由以下五層構(gòu)成：中間層，緊貼所述中間層一面的第一功能層、緊貼所述中間層另一面的第二功能層，緊貼所述第一功能層的第一鈉離子正極漿料涂覆層，以及緊貼所述第二功能層上的第二鈉離子正極漿料涂覆層；所述中間層為鋁箔，所述第一功能層和所述第二功能層為堿性阻斷導(dǎo)電功能層，所述第一功能層的厚度和所述第二功能層的厚度均為0.5～1.5μm。本發(fā)明提供的正極極片由五層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，緊貼鋁箔上下兩面的功能層(第一功能層和第二功能層)起到阻礙鈉離子正極材料表面的naoh/na2co3與鋁箔的反應(yīng)的作用，并提供導(dǎo)電性，本發(fā)明正極極片有效抑制了鈉離子正極材料表面naoh/na2co3與鋁箔的反應(yīng)，抑制了碾壓過程中的斷帶現(xiàn)象；也抑制了naoh/

na2co3與鋁箔的反應(yīng)生成物導(dǎo)致的正極極片電阻過大的問題，最終導(dǎo)致電池電阻過大、電池循環(huán)壽命變差，有效提升了鈉離子電池容量和循環(huán)壽命。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)所述功能層在特定厚度下能更好地抑制碾壓過程中的斷帶現(xiàn)象，改善鈉離子電池容量和循環(huán)壽命的提升效果。

7.作為優(yōu)選，所述第一功能層的厚度為0.9～1.1μm。

8.作為優(yōu)選，所述第二功能層的厚度為0.9～1.1μm。

9.作為優(yōu)選，所述第一鈉離子正極漿料涂覆層的厚度為30～200μm，優(yōu)選為50～150μm。

10.作為優(yōu)選，所述第二鈉離子正極漿料涂覆層的厚度為30～200μm，優(yōu)選為50～150μm。

11.作為優(yōu)選，所述中間層的厚度為10～20μm，優(yōu)選為12～15μm。

12.本發(fā)明進一步研究發(fā)現(xiàn)，當?shù)谝还δ軐雍偷诙δ軐泳捎脙?yōu)選厚度范圍(0.9～1.1μm)時效果提升更明顯；為使進一步改善正極極片性能，提升鈉離子電池容量和循環(huán)壽命，本發(fā)明優(yōu)化了與功能層結(jié)合的鈉離子正極漿料涂覆層和中間層的厚度，上述功能層結(jié)合特定厚度的鈉離子正極漿料涂覆層和中間層能使更好地發(fā)揮鋰離子的離子導(dǎo)電性能與電子導(dǎo)電性能，進一步提升鈉離子電池容量和循環(huán)壽命。

13.作為優(yōu)選，所述第一功能層和所述第二功能層由包含以下原料的功能漿料制備而成：第一導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、第一粘結(jié)劑、分散劑，第一導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、第一粘結(jié)劑和分散劑的質(zhì)量比優(yōu)選為30～55:40～65:1～5:0.1～2；優(yōu)選的，所述堿性阻斷劑選自al2o3、alcl3、albr3中的一種或幾種。

14.進一步優(yōu)選，所述第一導(dǎo)電劑選自乙炔黑、炭黑、vgcf、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種，優(yōu)選為乙炔黑。

15.進一步優(yōu)選，所述第一粘結(jié)劑選自聚偏氟乙烯和/或聚丙烯酸酯。

16.進一步優(yōu)選，所述分散劑選自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸鈉中的一種或幾種。

17.進一步優(yōu)選，所述第一鈉離子正極漿料涂覆層和所述第二鈉離子正極漿料涂覆層由包含以下原料制備而成：正極活性物質(zhì)、第二導(dǎo)電劑、第二粘結(jié)劑和nmp；優(yōu)選的，所述正極活性物質(zhì)為磷酸釩鈉、鎳鈷錳酸鈉或普魯士藍化合物；所述第二導(dǎo)電劑選自乙炔黑、炭黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種；所述第二粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯或聚丙烯酸；漿料固含量為45～65％。

18.本發(fā)明進一步研究發(fā)現(xiàn)，功能層中堿性阻斷劑al2o3、alcl3、albr3化合物與鈉離子正極材料表面naoh和na2co3反應(yīng)，能夠更好的阻止naoh和na2co3對鋁箔的腐蝕，提高正極極片的壓實密度，抑制碾壓過程中的斷帶現(xiàn)象，抑制了naoh/na2co3與鋁箔的反應(yīng)生成物導(dǎo)致的正極極片電阻過大的問題，最終導(dǎo)致電池電阻過大，最終導(dǎo)致電池循環(huán)壽命變差，有效提升了鈉離子電池容量和循環(huán)壽命。同時功能層中加入導(dǎo)電劑乙炔黑、炭黑、vgcf、碳納米管、石墨烯優(yōu)選乙炔黑，進一步克服了al2o3、alcl3、albr3的加入導(dǎo)致的極片電阻過大，循環(huán)下降的問題；同時功能層由經(jīng)優(yōu)化篩選的原料以上述質(zhì)量比配合能夠使得效果提升更大。

19.作為優(yōu)選，所述功能漿料的固含量為6～20％，所述功能漿料優(yōu)選包括nmp。本發(fā)明中，所述第一功能層和所述第二功能層的原料中優(yōu)選還包括nmp，優(yōu)選將所述第一導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、第一粘結(jié)劑和分散劑與nmp混合，得到固含量為6～20％的功能漿料。本發(fā)明功

能層的原料與nmp混合后得到固含量6～20％的功能漿料有助于具有優(yōu)異性能的功能層的更好制備，并得到特定厚度(0.9～1.1μm)的功能層。

20.第二方面，本發(fā)明提供所述鈉離子電池正極極片的制備方法，包括：

21.1)功能層涂布，將功能漿料涂布于鋁箔上，干燥，得到緊貼中間層的第一功能層和第二功能層；

22.2)正極極片的制備，將正極漿料涂覆于所述第一功能層和所述第二功能層上，干燥，得到緊貼第一功能層和第二功能層的第一鈉離子正極漿料涂覆層和所述第二鈉離子正極漿料涂覆層，然后進行碾壓、分切，得到正極極片。

23.作為優(yōu)選，步驟1)中，單層濕膜厚度為2～5μm；涂布速度為20～100m/min，干燥溫度為80～130℃，干燥時間為0.5～3min；干燥后單層功能層厚度為0.5～1.5μm；和/或，

24.進一步優(yōu)選，步驟2)中，涂布速度10～30m/min，干燥溫度為80～130℃，干燥時間為3～5min；

25.本發(fā)明優(yōu)選的功能漿料的制備包括：將第一導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、第一粘結(jié)劑、分散劑進行干混合，然后加入nmp進行漿料混合；進一步優(yōu)選，所述干混合時間為30-60min；所述漿料混合中，攪拌槳速度為10～40r/min，分散盤線速度為15～50m/s，優(yōu)選nmp均勻的分三次加入，每次處理時間為30～60min；所述功能漿料的固含量為6-20％。

26.第三方面，本發(fā)明還提供一種鈉離子電池，包括鈉離子電池正極極片、負極極片、電解液及隔膜，所述正極極片為上述鈉離子電池正極極片或上述制備方法得到的鈉離子電池正極極片。

27.進一步優(yōu)選，所述鈉離子電池為32140圓柱鈉離子電池。

28.作為優(yōu)選，所述負極極片由負極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、集流體組成。

29.優(yōu)選的，所述負極活性物質(zhì)是硬碳材料；和/或，所述導(dǎo)電劑選自乙炔黑、炭黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種；和/或，所述粘結(jié)劑為cmc和/或sbr；和/或，所述集流體為銅箔或鋁箔。

30.作為優(yōu)選，所述隔膜為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或芳綸。

31.作為優(yōu)選，所述電解液由有機溶劑和電解質(zhì)鈉鹽組成。優(yōu)選的，所述有機溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亞丙酯、醋酸甲酯、丙酸乙酯、氟代乙烯碳酸脂、乙醚、二甘醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚中的一種或幾種；所述電解質(zhì)鈉鹽選自六氟磷酸鈉、雙氟磺酰亞胺鈉、雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉、三氟甲磺酸鈉、四氟硼酸鈉、二氟磷酸鈉、高氯酸鈉中的一種或幾種。

32.第四方面，本發(fā)明提供所述鈉離子電池正極極片的制造系統(tǒng)，包括依次連接的放卷軸、轉(zhuǎn)移軸、功能層涂覆單元、第一烘干設(shè)備、活性物質(zhì)涂覆單元、第二烘干設(shè)備和收卷軸。

33.進一步優(yōu)選，所述功能層涂覆單元設(shè)有微凹版涂布設(shè)備，所述活性物質(zhì)涂覆單元設(shè)有漿料涂覆設(shè)備。

34.本發(fā)明的有益效果至少在于：本發(fā)明正極極片有效抑制了鈉離子正極材料表面naoh/na2co3與鋁箔的反應(yīng)，抑制了碾壓過程中的斷帶現(xiàn)象；也抑制了naoh/na2co3與鋁箔的反應(yīng)生成物導(dǎo)致的正極極片電阻過大的問題，最終導(dǎo)致電池電阻過大、電池循環(huán)壽命變差，有效提升了鈉離子電池容量和循環(huán)壽命。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)所述功能層在特定厚度下能更好

地抑制碾壓過程中的斷帶現(xiàn)象，改善鈉離子電池容量和循環(huán)壽命的提升效果。

附圖說明

35.為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

36.圖1為本發(fā)明實施例中提供的鈉離子電池正極極片的制造系統(tǒng)示意圖；

37.圖2為本發(fā)明實施例中提供的鈉離子電池正極極片結(jié)構(gòu)示意圖；

38.附圖標記：

39.1：放卷軸；

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2：轉(zhuǎn)移軸；

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3：功能層涂覆單元；

40.4：微凹版涂布設(shè)備；

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5：第一烘干設(shè)備；

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6：活性物質(zhì)涂覆單元；

41.7：漿料涂覆設(shè)備；

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8：第二烘干設(shè)備；

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9：收卷軸；

42.10：第一鈉離子正極漿料涂覆層；

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11：第一功能層；

43.12：中間層；

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13：第二功能層；

44.14：第二鈉離子正極漿料涂覆層。

具體實施方式

45.為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

46.實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件，或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可通過正規(guī)渠道商購買得到的常規(guī)產(chǎn)品。

47.在本發(fā)明實施例的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“第一”與“第二”等是為了清楚說明產(chǎn)品部件進行的編號，不代表任何實質(zhì)性區(qū)別?！吧稀薄跋隆薄皟?nèi)”等僅用于表示相對位置關(guān)系，當被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關(guān)系也可能相應(yīng)地改變。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明實施例中的具體含義。

48.在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明實施例的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

49.下面結(jié)合圖1-圖2描述本發(fā)明的鈉離子電池正極極片、鈉離子電池及其系統(tǒng)。

50.如圖1所示為本發(fā)明實施例中采用的鈉離子電池正極極片的制造系統(tǒng)，其包括依

次連接的放卷軸1、轉(zhuǎn)移軸2、功能層涂覆單元3、第一烘干設(shè)備5、活性物質(zhì)涂覆單元6、第二烘干設(shè)備8和收卷軸9；所述功能層涂覆單元3設(shè)有功能層涂布設(shè)備，所述功能層涂布設(shè)備為微凹版涂布設(shè)備4，所述活性物質(zhì)涂覆單元6設(shè)有漿料涂覆設(shè)備7。

51.如圖2所示為本發(fā)明以下實施例中提供的鈉離子電池正極極片結(jié)構(gòu)示意圖，該鈉離子電池正極極片由以下五層構(gòu)成：中間層12，緊貼所述中間層12一面的第一功能層11、緊貼所述中間層12另一面的第二功能層13，緊貼所述第一功能層11的第一鈉離子正極漿料涂覆層10，以及緊貼所述第二功能層13上的第二鈉離子正極漿料涂覆層14；所述中間層12為鋁箔，所述第一功能層11和所述第二功能層13為堿性阻斷導(dǎo)電功能層。為了進一步提升鈉離子電池容量和循環(huán)壽命，所述第一功能層11的厚度為0.9～1.1μm；所述第二功能層13的厚度為0.9～1.1μm。

52.為使進一步改善正極極片性能，本發(fā)明優(yōu)化了與功能層結(jié)合的鈉離子正極漿料涂覆層和中間層的厚度，具體如下：所述第一鈉離子正極漿料涂覆層的厚度為50～150μm；所述第二鈉離子正極漿料涂覆層的厚度為50～150μm。所述中間層為厚度12～15μm的鋁箔。當?shù)谝还δ軐雍偷诙δ軐泳捎脙?yōu)選厚度范圍時效果提升明顯，同時本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，鈉離子正極漿料涂覆層和中間層采用優(yōu)化的厚度，所述功能層結(jié)合特定厚度的鈉離子正極漿料涂覆層和中間層，能使其更好發(fā)揮作用，更好的提升鈉離子電池容量和循環(huán)壽命。在本發(fā)明實施例中，起到堿性阻斷作用的材料優(yōu)選為al2o3、alcl3、albr3，起到導(dǎo)電作用的材料優(yōu)選為乙炔黑、炭黑、vgcf、碳納米管、石墨烯。

53.本發(fā)明提供的鈉離子電池包括鈉離子電池正極極片、負極極片、電解液及隔膜；所述鈉離子電池正極極片為所述的鈉離子電池正極極片。作為優(yōu)選，所述負極極片的集流體是銅箔或鋁箔，覆于所述集流體上的負極漿料層以硬碳材料為負極活性物質(zhì)。所述隔膜為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或芳綸。進一步的，所述鈉離子電池為32140圓柱鈉離子電池。

54.實施例1

55.本實施例提供的鈉離子電池正極極片中，第一鈉離子正極漿料涂覆層10和第二鈉離子正極漿料涂覆層14的厚度均為110μm，第一功能層11和第二功能層13的厚度均為1.0μm，中間層12的厚度均為15μm。

56.本實施例還提供該鈉離子電池正極極片的制備方法，具體如下：

57.一功能層漿料的制備

58.1)將導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、粘結(jié)劑、分散劑在200l v型混合器中干混合30-60min；導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、粘結(jié)劑、分散劑質(zhì)量占比在45:53:1.5:0.5，上述物質(zhì)總重80kg。導(dǎo)電劑為乙炔黑；堿性阻斷劑是al2o3；粘結(jié)劑是聚偏氟乙烯、分散劑是聚乙烯吡咯烷酮。

59.2)將1)中的混合料轉(zhuǎn)移至600l漿料混合罐中，nmp均勻的分三次加入，每次nmp加入后，攪拌槳速度35r/min，分散盤線速度45m/s，運行時間60min，nmp加入總量為446.32kg；步驟2結(jié)束后，得到固含量為15.2％的功能層漿料。

60.二功能層涂布

61.將功能層漿料在微凹版涂布機中進行涂布，單層濕膜厚度控制在2μm；涂布速度60m/mim，干燥溫度在120℃，干燥時間1.5min；干燥后單層功能層厚度控制在1μm。

62.三正極片的制備

63.1)將正極漿料涂覆于功能層之上，涂布速度20m/min，干燥溫度115℃，干燥時間

3min。正極漿料由正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、nmp四部分組成。正極活性物質(zhì)是磷酸釩鈉；導(dǎo)電劑可以是乙炔黑；粘結(jié)劑可聚偏氟乙烯，三者的質(zhì)量比為96:2:2；漿料固含量55％；

64.2)將1中干燥后的涂布片進行碾壓、分切，即得到正極極片。

65.對比例1

66.實施例1中將正極極片集流體(中間層)采用厚度15μm的鋁箔，不采用功能層，其它同實施例1。

67.實施例2

68.本實施例提供的鈉離子電池正極極片中，第一鈉離子正極漿料涂覆層10和第二鈉離子正極漿料涂覆層14的厚度均為125μm，第一功能層11和第二功能層13的厚度均為1.0μm，中間層12的厚度均為15μm。

69.本實施例還提供該鈉離子電池正極極片的制備方法，具體如下：

70.一功能層漿料的制備

71.1)將導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、粘結(jié)劑、分散劑在200l v型混合器中干混合30-60min；導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、粘結(jié)劑、分散劑質(zhì)量占比在35:63:1.5:0.5,上述物質(zhì)總重90kg。導(dǎo)電劑為乙炔黑；堿性阻斷劑是alcl3；粘結(jié)劑是聚偏氟乙烯、分散劑是聚乙烯吡咯烷酮。

72.2)將1)中的混合料轉(zhuǎn)移至600l漿料混合罐中，nmp均勻的分三次加入，每次nmp加入后，攪拌槳轉(zhuǎn)速35r/min，分散盤線速度45m/s，運行時間60min，nmp加入總量為455.46kg；

73.步驟2結(jié)束后，得到固含量16.5％的功能層漿料。

74.二功能層涂布

75.將功能層漿料在在微凹版涂布機中進行涂布，涂布單層濕膜厚度控制在2μm；涂布速度60m/mim，干燥溫度在115℃，干燥時間2min；干燥后單層功能層厚度控制在1μm。

76.三正極片的制備

77.1)將正極漿料涂覆于功能層之上，涂布速度20m/min，干燥溫度在115℃，干燥時間3min。正極極片漿料由正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、nmp四部分組成。正極活性物質(zhì)是鐵鎳錳酸鈉；導(dǎo)電劑是乙炔黑；粘結(jié)劑可聚偏氟乙烯，三者的質(zhì)量比為96:2:2；漿料固含量75％。

78.2)將1中干燥后的涂布片進行碾壓、分切，即得到正極極片。

79.對比例2

80.實施例2中將正極極片集流體(中間層)采用厚度15μm的鋁箔，不采用功能層，其它同實施例2。

81.實施例3

82.本實施例提供的鈉離子電池正極極片中，第一鈉離子正極漿料涂覆層10和第二鈉離子正極漿料涂覆層14的厚度均為105μm，第一功能層11和第二功能層13的厚度均為1.1μm，中間層12的厚度均為12μm。

83.本實施例還提供該鈉離子電池正極極片的制備方法，具體如下：

84.一功能層漿料的制備

85.1)將導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、粘結(jié)劑、分散劑在200l v型混合器中干混合30-60min；導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、粘結(jié)劑、分散劑質(zhì)量占比在40:58:1.5:0.5,上述物質(zhì)總重85kg。導(dǎo)電劑為乙炔黑；堿性阻斷劑是albr3；粘結(jié)劑是聚偏氟乙烯、分散劑是聚乙烯吡咯烷酮。

86.2)將1)中的混合料轉(zhuǎn)移至600l漿料混合罐中，nmp均勻的分三次加入，每次nmp加入后，攪拌槳速度30r/min，分散盤線速度40m/s，運行時間60min，nmp加入總量為459.87kg；

87.步驟2結(jié)束后，得到固含量15.6％的功能層漿料。

88.二功能層涂布

89.將功能層漿料在微凹版涂布機中進行涂布，單層濕膜厚度控制在2μm；涂布速度60m/mim，干燥溫度在110℃，干燥時間2.5min；干燥后單層功能層厚度控制在1.1μm。

90.三正極片的制備

91.1)將正極漿料圖涂敷于功能層之上，涂布速度25m/min，干燥溫度在115℃，干燥時間3min。正極極片漿料由正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、nmp四部分組成。正極活性物質(zhì)是普魯士白；導(dǎo)電劑是乙炔黑；粘結(jié)劑可聚偏氟乙烯，三者的質(zhì)量比為96:2:2；漿料固含量59％。

92.2)將1中干燥后的涂布片進行碾壓、分切，即得到正極極片。

93.對比例3

94.實施例3中將正極極片集流體(中間層)采用厚度12μm的鋁箔，不采用功能層，其它同實施例2。

95.實施例4

96.將實施例和對比例的正極極片按照以下方法制備32140圓柱鈉離子電池。

97.1.正極極片

98.采用實施例和對比例提供的正極極片。

99.2.負極極片

100.95.5wt％硬碳、1％乙炔黑、1.5％cmc，2％sbr加入純凈水，分散均勻制備負極漿料。將負極漿料均勻涂覆在銅箔表面，干燥后進行輥壓、分切，得到負極。

101.3.隔膜

102.隔膜采用聚乙烯(pe)多孔聚合物薄膜。

103.4.電解液

104.16g六氟磷酸鈉、碳酸乙烯酯25g、碳酸二甲酯52g、二乙二醇二甲醚6g、甲基硫代磺酸甲酯1g，混均勻后制成電解液。

105.將上述正極極片、隔離膜、負極極片卷繞成極組，滾槽、注液、封口后組裝成32140圓柱鈉離子電池。

106.極片最大壓實密度測試方法：將涂布后的極片裁剪100mm*100mm后過碾壓輥，將碾壓后的極片進行對折后放平展開，對著處透光但不斷裂，即為極片最大壓實密度；極片壓實密度＝極片粉料涂布面密度/(極片厚度-集流體厚度)。

107.循環(huán)壽命測試方法：在25℃下，將實施例和對比例制備得到的電池以0.5c倍率充電到3.9v/4.2v、以0.5c倍率放電到2v，進行滿充滿放循環(huán)測試，直至鈉離子電池的容量小于初始容量的80％，記錄循環(huán)圈數(shù)，其具體數(shù)據(jù)見表1所示?？芍褂帽景l(fā)明制備的鈉離子正極極片具有較高的壓實密度，較低的內(nèi)阻，較好的循環(huán)壽命。

108.表1測試結(jié)果

[0109][0110]

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。技術(shù)特征：

1.一種鈉離子電池正極極片，其特征在于，由以下五層構(gòu)成：中間層，緊貼所述中間層一面的第一功能層、緊貼所述中間層另一面的第二功能層，緊貼所述第一功能層的第一鈉離子正極漿料涂覆層，以及緊貼所述第二功能層上的第二鈉離子正極漿料涂覆層；所述中間層為鋁箔，所述第一功能層和所述第二功能層為堿性阻斷導(dǎo)電功能層，所述第一功能層的厚度和所述第二功能層的厚度均為0.5～1.5μm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉離子電池正極極片，其特征在于，所所述第一功能層的厚度為0.9～1.1μm；和/或，所述第二功能層的厚度為0.9～1.1μm；和/或，所述第一鈉離子正極漿料涂覆層的厚度為30～200μm，優(yōu)選為50～150μm；和/或，所述第二鈉離子正極漿料涂覆層的厚度為30～200μm，優(yōu)選為50～150μm；和/或，所述中間層的厚度為10～20μm，優(yōu)選為12～15μm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈉離子電池正極極片，其特征在于，所述第一功能層和所述第二功能層由包含以下原料的功能漿料制備而成：第一導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、第一粘結(jié)劑、分散劑，第一導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、第一粘結(jié)劑和分散劑的質(zhì)量比優(yōu)選為30～55:40～65:1～5:0.1～2；優(yōu)選的，所述堿性阻斷劑選自al2o3、alcl3、albr3中的一種或幾種；和/或所述第一導(dǎo)電劑選自乙炔黑、炭黑、vgcf、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種，優(yōu)選為乙炔黑；和/或所述第一粘結(jié)劑選自聚偏氟乙烯和/或聚丙烯酸酯；和/或所述分散劑選自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸鈉中的一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的鈉離子電池正極極片，其特征在于，所述第一鈉離子正極漿料涂覆層和所述第二鈉離子正極漿料涂覆層由包含以下原料制備而成：正極活性物質(zhì)、第二導(dǎo)電劑、第二粘結(jié)劑和nmp；優(yōu)選的，所述正極活性物質(zhì)為磷酸釩鈉、鎳鈷錳酸鈉或普魯士藍化合物；所述第二導(dǎo)電劑選自乙炔黑、炭黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種；所述第二粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯或聚丙烯酸；漿料固含量為45～65％。5.權(quán)利要求1-4任一項所述鈉離子電池正極極片的制備方法，其特征在于，包括：1)功能層涂布，將功能漿料涂布于鋁箔上，干燥，得到緊貼中間層的第一功能層和第二功能層；2)正極極片的制備，將正極漿料涂覆于所述第一功能層和所述第二功能層上，干燥，得到緊貼第一功能層和第二功能層的第一鈉離子正極漿料涂覆層和所述第二鈉離子正極漿料涂覆層，然后進行碾壓、分切，得到正極極片。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈉離子電池正極極片的制備方法，其特征在于，步驟1)中，單層濕膜厚度為2～5μm；涂布速度為20～100m/min，干燥溫度為80～130℃，干燥時間為0.5～3min；干燥后單層功能層厚度為0.5～1.5μm；和/或，步驟2)中，涂布速度10～30m/min，干燥溫度為80～130℃，干燥時間為3～5min；優(yōu)選的，所述功能漿料的制備包括：將第一導(dǎo)電劑、堿性阻斷劑、第一粘結(jié)劑、分散劑進行干混合，然后加入nmp進行漿料混合；進一步優(yōu)選，所述干混合時間為30-60min；所述漿料混合中，攪拌槳速度為10～40r/min，分散盤線速度為15～50m/s，優(yōu)選nmp均勻的分三次加

入，每次處理時間為30～60min；所述功能漿料的固含量為6-20％。7.一種鈉離子電池，其特征在于，包括鈉離子電池正極極片、負極極片、電解液及隔膜；所述正極極片為權(quán)利要求1-4任一項所述的鈉離子電池正極極片或權(quán)利要求5或6所述的制備方法得到的鈉離子電池正極極片；優(yōu)選的，所述鈉離子電池為32140圓柱鈉離子電池。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈉離子電池，其特征在于，所述負極極片由負極活性物質(zhì)、第三導(dǎo)電劑、第三粘結(jié)劑和負極集流體組成；優(yōu)選的，所述負極活性物質(zhì)是硬碳材料；和/或，所述第三導(dǎo)電劑選自乙炔黑、炭黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種；和/或，所述第三粘結(jié)劑為cmc和/或sbr；和/或，所述負極集流體為銅箔或鋁箔。9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鈉離子電池，其特征在于，所述隔膜為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或芳綸；和/或，所述電解液由有機溶劑和電解質(zhì)鈉鹽組成，優(yōu)選的，所述有機溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亞丙酯、醋酸甲酯、丙酸乙酯、氟代乙烯碳酸脂、乙醚、二甘醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚中的一種或幾種；和/或，所述電解質(zhì)鈉鹽選自六氟磷酸鈉、雙氟磺酰亞胺鈉、雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉、三氟甲磺酸鈉、四氟硼酸鈉、二氟磷酸鈉、高氯酸鈉中的一種或幾種。10.權(quán)利要求1-5任一項所述鈉離子電池正極極片的制造系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的放卷軸、轉(zhuǎn)移軸、功能層涂覆單元、第一烘干設(shè)備、活性物質(zhì)涂覆單元、第二烘干設(shè)備和收卷軸；優(yōu)選的，所述功能層涂覆單元設(shè)有微凹版涂布設(shè)備，所述活性物質(zhì)涂覆單元設(shè)有漿料涂覆設(shè)備。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及鈉離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鈉離子電池正極片、鈉離子電池及其制備方法和系統(tǒng)。所述鈉離子電池正極極片由以下各層組成：中間層；涂覆于所述中間層一側(cè)的第一功能層和涂覆于中間層另一側(cè)的第二功能層；涂覆于第一功能層上的第一正極活性物質(zhì)涂層，以及涂覆于所述第二功能層上的第二正極活性物質(zhì)涂層；第一功能層的厚度和第二功能層的厚度為0.5～1.5μm。本發(fā)明有效抑制了鈉離子正極材料表面NaOH/Na2CO3與鋁箔的反應(yīng)，抑制了碾壓過程中的斷帶現(xiàn)象；也抑制了NaOH/Na2CO3與鋁箔的反應(yīng)生成物導(dǎo)致的正極極片電阻過大的問題，最終導(dǎo)致電池電阻過大和電池循環(huán)壽命變差，有效提升了鈉離子電池容量和循環(huán)壽命。有效提升了鈉離子電池容量和循環(huán)壽命。有效提升了鈉離子電池容量和循環(huán)壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：王元杰 薄晉科 曹仕良

受保護的技術(shù)使用者：大連中比動力電池有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.03.30

技術(shù)公布日：2022/6/30