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1.（19）中華人民共和國國家知識產權局（12）實用新型專利（10）授權公告號（45）授權公告日期（21）申請號2.8（22）申請日期2020.03.16（73）專利權人南京鼎騰石墨烯研究院有限公司地址江蘇省南京經濟技術開發區恒大路3號科技創新基地501室（72）發明人賴中平張國興王雷張耀發王娟（74）專利代理機構 南京新匯恒誠知識產權代理有限公司 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構(57) 摘要本實用新型公開了一種鈉離子電池的電極結構，包括多個集流體，其特征在于，在集流體上設置有至少一個穿孔。集流體上涂覆有電極層，并且在相鄰的兩個集流體之間設置有隔膜和電解質。 與現有技術相比，穿孔是通過具有穿孔結構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的負載，提高了單體電池的能量密度。 同時，這些穿孔結構有助于電解質在電化學反應過程中向各個方向的離子轉移能力，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構，包括多個集流體，其特征在于，所述集流體上設有至少一個穿孔，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布置在集流體之間。 2.根據權利要求1所述的鈉離子電池電極結構，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.根據權利要求1所述的鈉離子電池電極結構，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.根據權利要求1所述的鈉離子電池電極結構，其特征在于，所述隔膜由聚合物多孔隔膜制成。 權利要求 1/1 頁。
4.2 CN U 2 一種鈉離子電池的電極結構技術領域0001 本實用新型涉及鈉離子電池制造領域，具體涉及一種鈉離子電池的電極結構。 背景技術0002 近年來，鋰離子電池、鉛酸電池、超級電容器等電化學儲能器件（EESD）在電動汽車（EV）、混合動力汽車（HEV）、插電式汽車等領域得到廣泛應用。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。 多年來，電化學儲能裝置不斷發展。
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。 隨著可穿戴電子設備的快速發展，迫切需要開發柔性、輕量化、高能量密度的電化學儲能裝置。 0003 鈉是地球上最豐富的元素之一，具有與鋰相似的化學性質，因此它也可能適用于鋰離子電池系統。 鈉離子電池與鋰離子電池相比有很多優點，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，鈉鹽的電導率高于鋰電解液20的電導率。
約6.%。 (3)鈉離子不與鋁反應形成合金。 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。 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。 電極材料是電化學儲能裝置充放電時的主要反應器。 在電化學反應過程中，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。 電解液對電池系統的性能影響很大。 它必須具有寬的電化學窗口、良好的化學穩定性和高的離子電導率。 發明內容0005為了解決現有技術的不足，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構，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 為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案： 0007 一種鈉離子電池電極結構，包括多個集流體，其特征在于，所述集流體上設置有至少一個穿孔。 ，而穿孔是為了提高單體電池的整體能量密度，通過穿孔結構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的負載，提高了電池的能量密度。單個電池。 同時，這些穿孔結構有助于電解質在電化學反應過程中向各個方向移動。 離子轉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置有隔膜。
8.還有電解液。 0008 優選地，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和負極。 活性物質干電池的構造，正極活性物質包括鈷酸鈉、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），負極活性物質包括碳材料、鈉合金。 更優選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)減少了集流體的質量，在一定程度上減輕了電池的重量。 （2）箔內阻降低，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，有利于提高循環壽命； (4)增強活性物質與集流體之間的附著力； (5)增強鈉離子在電池內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為本實用新型的結構示意圖； 0015 圖2為本實用新型的制造方法的步驟流程圖； 0016 圖3為本實用新型的應用示意圖； 0017 圖4是。
11、本實用新型另一種應用示意圖。 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為本實用新型的結構示意圖； 本實用新型的電極結構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構成。 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構，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設有至少一個穿孔3。
12.0.這些穿孔30可以以規則或不規則的方式排列，且孔徑一致。 這些穿孔30在電化學反應過程中有助于電解質在各個方向上的離子轉移能力，并且可以提高不同的充電和放電速率。 為了實現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和電解質設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，用作電化學反應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，具有特殊電極結構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。 0025 圖2為本發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構； 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構，然后進行開孔。由機械工業鉆探。 ，獲得具有穿孔30的集流體10。 0028 圖3為本實用新型電極結構的應用示意圖。 如圖所示，本實用新型提出的電極結構以堆疊方式組裝成疊層結構。 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.本發明的電極結構也可以應用于卷繞結構的鋁離子電池。 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的質量減小，一定程度上減輕了電池的重量。 （2）箔內阻降低，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，有利于循環壽命的提高； (4)增強活性物質與集電體10之間的附著力； （5）增強電池內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、主要特征和優點如上所述。 本領域的技術人員應當理解，上述實施例并不對本發明進行任何限制，凡是通過等同替換或者等同變換所獲得的技術方案，均屬于本發明的保護范圍。 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．