一种负极片和钠离子电池的制作方法

本发明涉及电池，具体涉及一种负极片以及包括该负极片的钠离子电池。

背景技术：

1、近年来，钠离子电池因钠资源储量丰富且价格低廉被认为是进行规模化应用的最佳储能装置，从而引起了广泛的关注。然而，由于钠离子的半径较大，难以嵌入到碳质材料的层间，故开发合适的负极材料对于推动钠离子电池的商业化应用具有重要的作用。

2、虽然先前的研究已经表明多种材料(例如硬碳、软碳、硫化物、氧化物、磷、锡等)可以作为负极储存钠离子，但是其中仅有硬碳负极在实际应用中展现了较大的发展潜力。一方面，硬碳具有较大的层间距，能够储存大量的钠离子，并且还能够耐受充放电过程中钠离子重复的嵌入和脱出，因此其具有更高的比容量和更加优异的循环稳定性；另一方面，硬碳的前驱体来源丰富且储钠平台较低，用其作为负极材料有利于发展兼具低成本和高能量密度的钠离子电池。尽管如此，但硬碳负极也存在初始库伦效率低、储钠动力学差以及容量不足等问题。

3、因此，解决硬碳的上述问题，对于发明一种比容量高、循环稳定性高和倍率性能好的电池非常重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种负极片以及包括该负极片的钠离子电池。本发明可以有效提高负极片的导电性，能够改善极片与电解液接触面的性能，从而提高负极片的储钠动力学性能和初始库伦效率；进而获得比容量高、倍率性能好的钠离子电池。

2、本发明的发明人发现，提高负极片的储钠动力学性能和初始库伦效率，能够提高电池的比容量和倍率性能。

3、本发明的发明人通过进一步深入研究发现，为了提高负极片的储钠动力学性能和初始库伦效率，可以通过提高负极片的导电性，改善极片与电解液的界面性能，使负极片中活性物质的利用率提高，从而提高电池比容量；同时，负极片高的导电性和好的界面性能还可以降低电池的极化并减少电解液的副反应，从而提高电池的倍率性能。本发明的发明人经过大量深入研究筛选出了能够提高负极片导电性和提升极片与电解液接触面的性能，并且具有特定特征的负极片。

4、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种负极片，其中，所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料包括硬碳和石墨，所述负极活性材料的xrd图谱中，衍射角2θ位于21.5°-25°的(002)晶面衍射峰强度为i1，衍射角2θ位于25.5°-27°的(002)晶面衍射峰的强度为i2，满足：0＜i1/i2≤0.65。

5、本发明第二方面提供了一种钠离子电池，其中，所述钠离子电池包括本发明第一方面所述的负极片。

6、通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：

7、(1)本发明的负极片的导电性高；

8、(2)本发明的负极片储钠动力学性能好；

9、(3)本发明的负极片的初始库伦效率高；

10、(4)本发明的负极片比容量高；

11、(5)本发明的电池的比容量高；

12、(6)本发明的电池的倍率性能好；

13、(7)本发明的电池循环稳定性高；

14、(8)本发明的电池循环寿命长。

15、本发明的其它特点和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种负极片，其特征在于，所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料包括硬碳和石墨，所述负极活性材料的xrd图谱中，衍射角2θ位于21.5°-25°的(002)晶面衍射峰强度为i1，衍射角2θ位于25.5°-27°的(002)晶面衍射峰的强度为i2，满足：0＜i1/i2≤0.65。

2.根据权利要求1所述的负极片，其中，所述负极活性材料的xrd图谱中，在25.5°-27°的(002)晶面衍射峰的半峰宽为0.1°-1°。

3.根据权利要求1所述的负极片，其中，以所述负极活性材料的总重量为基准，所述硬碳的重量含量a为91wt％≤a≤99wt％，所述石墨的重量含量b为0wt％＜b≤9wt％；

4.根据权利要求1所述的负极片，其中，以所述负极活性材料的总重量为基准，所述硬碳的重量含量a为95.5％wt％-98.5wt％，所述石墨的重量含量b为1.5wt％-4.5wt％；

5.根据权利要求1所述的负极片，其中，所述负极活性材料在50mpa压力下的电导率为40s/cm-70s/cm；

6.根据权利要求1所述的负极片，其中，所述石墨的比表面积≤9.6m2/g，所述硬碳的比表面积为0.5m2/g-26m2/g；

7.根据权利要求1所述的负极片，其中，所述负极活性材料的拉曼图谱满足：id/ig≤0.56，优选为0.2≤id/ig≤0.45；

8.根据权利要求1所述的负极片，其中，所述负极片的压实密度≥1g/cm3，优选为1g/cm3-1.3g/cm3。

9.根据权利要求1-8中任意一项所的负极片，其中，所述石墨包括天然石墨和人造石墨至少一种。

10.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括权利要求1-9中任意一项所述的负极片。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种负极片以及包括该负极片的电池。所述负极片包括负极活性材料，负极活性材料包括硬碳和石墨，负极活性材料的XRD图谱中，衍射角2θ位于21.5°‑25°的(002)晶面衍射峰强度为I<subgt;1</subgt;，衍射角2θ位于25.5°‑27°的(002)晶面衍射峰的强度为I<subgt;2</subgt;，满足：0＜I<subgt;1</subgt;/I<subgt;2</subgt;≤0.65。本发明可以有效提高负极片的导电性，能够改善极片与电解液接触面的性能，从而提高负极片的储钠动力学性能和初始库伦效率；进而获得比容量高、倍率性能好的钠离子电池。

技术研发人员：陈杰,陈瑶,刘盼,江娅莉,李俊义,刘建明
受保护的技术使用者：珠海冠宇动力电池有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15