无隔膜钠离子电芯及其制备方法和电池与流程

本申请涉及钠离子电池，特别是涉及一种无隔膜钠离子电芯及其制备方法和电池。

背景技术：

1、电池隔膜位于电池的正极和负极之间，其作用是隔离正负极并使电池内的电子不能自由穿过，而让电解液中的离子能在正负极之间自由通过，以保证电池的安全性。传统的电池隔膜一般采用聚乙烯或聚丙烯等树脂材料制成，其存在着机械强度差、容易被刺穿、热稳定性差、使电池起鼓或爆炸等问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种无隔膜钠离子电芯及其制备方法和电池，以解决现有技术中传统隔膜因其机械强度差、易被刺穿、热稳定性差等引起的电池安全性低的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

3、本发明的第一方面，提供了一种无隔膜钠离子电芯，包括正极片和负极片，所述正极片和/或所述负极片的表面形成有β-al2o3层。

4、进一步地，所述β-al2o3层的厚度为5μm～50μm。

5、进一步地，所述β-al2o3层由β-al2o3浆料涂覆于所述正极片和/或所述负极片上形成。

6、进一步地，所述β-al2o3浆料包括β-al2o3粉体、粘结剂和溶剂，所述β-al2o3粉体与所述粘结剂的质量比为4～100∶1，所述β-al2o3浆料的固含量为20％～80％。

7、进一步地，所述β-al2o3粉体的粒径为5nm～10μm。

8、进一步地，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素、丁苯胶、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚酰亚胺，聚四氟乙烯中的一种或多种。

9、进一步地，所述溶剂选自氮甲基吡咯烷酮、去离子水、乙醇、丙酮中的一种或多种。

10、本发明的第二方面，提供了上述无隔膜钠离子电芯的制备方法，包括以下步骤：将β-al2o3浆料涂覆于所述正极片和/或所述负极片的表面形成β-al2o3层，将涂覆后的所述正极片、涂覆后的所述负极片装配成电芯。

11、进一步地，将所述β-al2o3浆料涂覆于所述正极片和/或所述负极片的表面后，经辊压工艺压实形成所述β-al2o3层。

12、本发明的第三方面，提供了一种电池，包括上述的无隔膜钠离子电芯或者上述制备方法制备得到的无隔膜钠离子电芯。

13、本发明提供的无隔膜钠离子电芯，在正极片和/或负极片的表面形成β-al2o3层，β-al2o3层能够代替传统的隔膜，因而可以制作无隔膜钠离子电芯，大大减少了原料成本和制程成本，避免了传统隔膜因其机械强度差、易被刺穿、热稳定性差等引起的内短路、热失控等电池安全性低的问题；且由于β-al2o3层的导钠离子特性，可加持电解液的钠离子传输，从而改善电芯的动力学性能，电芯的倍率性能和安全性能均有提升。

技术特征：

1.一种无隔膜钠离子电芯，其特征在于：包括正极片和负极片，所述正极片和/或所述负极片的表面形成有β-al2o3层。

2.根据权利要求1所述的无隔膜钠离子电芯，其特征在于，所述β-al2o3层的厚度为5μm～50μm。

3.根据权利要求1或2所述的无隔膜钠离子电芯，其特征在于，所述β-al2o3层由β-al2o3浆料涂覆于所述正极片和/或所述负极片上形成。

4.根据权利要求3所述的无隔膜钠离子电芯，其特征在于，所述β-al2o3浆料包括β-al2o3粉体、粘结剂和溶剂，所述β-al2o3粉体与所述粘结剂的质量比为4～100∶1，所述β-al2o3浆料的固含量为20％～80％。

5.根据权利要求4所述的无隔膜钠离子电芯，其特征在于，所述β-al2o3粉体的粒径为5nm～10μm。

6.根据权利要求4所述的无隔膜钠离子电芯，其特征在于，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素、丁苯胶、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚酰亚胺，聚四氟乙烯中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的无隔膜钠离子电芯，其特征在于，所述溶剂选自氮甲基吡咯烷酮、去离子水、乙醇、丙酮中的一种或多种。

8.权利要求1至7任意一项所述的无隔膜钠离子电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将β-al2o3浆料涂覆于所述正极片和/或所述负极片的表面形成β-al2o3层，将涂覆后的所述正极片、涂覆后的所述负极片装配成电芯。

9.根据权利要求8所述的无隔膜钠离子电芯的制备方法，其特征在于，将所述β-al2o3浆料涂覆于所述正极片和/或所述负极片的表面后，经辊压工艺压实形成所述β-al2o3层。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的无隔膜钠离子电芯或者权利要求8或9的制备方法制备得到的无隔膜钠离子电芯。

技术总结
本申请公开了一种无隔膜钠离子电芯及其制备方法和电池，无隔膜钠离子电芯包括正极片和负极片，正极片和/或负极片的表面形成有β‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;层。该无隔膜钠离子电芯，在正极片和/或负极片的表面形成β‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;层，β‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;层能够代替传统的隔膜，因而可以制作无隔膜钠离子电芯，大大减少了原料成本和制程成本，避免了传统隔膜因其机械强度差、易被刺穿、热稳定性差等引起的内短路、热失控等电池安全性低的问题；且由于β‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;层的导钠离子特性，可加持电解液的钠离子传输，从而改善电芯的动力学性能，电芯的倍率性能和安全性能均有提升。

技术研发人员：曾涛,涂健,胡海波
受保护的技术使用者：湖南钠方新能源科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13