CN111799470B

CN111799470B - 正极极片及钠离子电池

Info

Publication number: CN111799470B
Application number: CN201910275491.3A
Authority: CN
Inventors: 苏硕剑; 郭永胜; 王莹; 梁成都
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-08
Filing date: 2019-04-08
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2039-04-08
Also published as: CN111799470A

Abstract

本申请公开了一种正极极片及钠离子电池，正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性物质层，正极活性物质层包括正极活性物质；其中，正极活性物质层的厚度d₁与正极集流体的厚度d₂之比为1.6≤d₁/d₂≤24。本申请通过将正极活性物质层的厚度与正极集流体的厚度之比限定在特定范围内，使得钠离子电池具有较高的循环性能。

Description

正极极片及钠离子电池

技术领域

本申请属于储能装置技术领域，尤其涉及一种正极极片及钠离子电池。

背景技术

目前，锂离子电池占据动力电池的核心地位，同时锂离子电池也面临着极大的挑战，如锂资源的日益紧缺、上游材料价格不断攀升、循环回收技术开发滞后、老旧电池循环回收利用率低下等问题。钠离子电池能够利用钠离子在正负极之间的脱嵌过程实现充放电，而且钠资源的储量远比锂丰富、分布更为广泛、成本远比锂低，因此钠离子电池成为很有潜能替代锂离子电池的新一代电化学体系。

然而，当前对钠离子电池商业化的研究仍处于比较粗浅的阶段，可见报道的钠离子电池的循环性能均远远低于锂离子电池。为了使钠离子电池真正成为替代或补充锂离子电池的新一代电化学体系，势必要提高钠离子电池的循环性能。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请提供一种正极极片及钠离子电池，旨在提高钠离子电池的循环性能。

为了达到上述目的，本申请第一方面提供一种正极极片，正极极片用于钠离子电池，其包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性物质层，正极活性物质层包括正极活性物质；其中，正极活性物质层的厚度d₁与正极集流体的厚度d₂之比为1.6≤d₁/d₂≤24。

本申请第二方面提供一种钠离子电池，钠离子电池包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液，其中正极极片为根据本申请第一方面的正极极片。

相对于现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

本申请提供的正极极片，通过将正极活性物质层的厚度与正极集流体的厚度之比限定在特定范围内，使得正极极片具有良好的力学性能及电化学循环稳定性，有效防止了钠离子电池在循环过程中因体积不断变化而积累的应力对正极极片本体结构及正极活性物质层多孔结构的破坏，从而有效提升了钠离子电池的循环性能；同时还有效防止了正极极片在加工及使用过程中发生断裂或产生裂纹，提高了正极极片的加工性能，有效提升了正极极片及钠离子电池中电芯的制备优率及使用寿命，从而使钠离子电池的循环性能得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的正极极片的结构示意图。

图2为本申请另一个实施例提供的正极极片的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施例对本申请进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或几种”中“几种”的含义是两个以上。

本申请的上述发明内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

正极极片

首先说明根据本申请实施例第一方面的正极极片，该正极极片用于钠离子电池。请参照图1和图2，正极极片包括正极集流体11以及设置在正极集流体11至少一个表面上的正极活性物质层12，正极活性物质层12包括正极活性物质。

作为示例，正极集流体11在自身厚度方向上包括相对的两个表面，可以在正极集流体11相对的两个表面中的任意一者上设置有正极活性物质层12，也可以在正极集流体11相对的两个表面上分别设置有正极活性物质层12。

进一步地，正极活性物质层12的厚度d₁与正极集流体11的厚度d₂之间满足：1.6≤d₁/d₂≤24。

在本文中，正极活性物质层12的厚度d₁及下文中提及的压实密度C、质量、体积均是基于正极集流体11的单面上的正极活性物质层12计。

本申请提供的正极极片，通过将正极活性物质层12的厚度d₁与正极集流体11的厚度d₂之比限定在特定范围内，使得正极极片具有良好的力学性能及电化学循环稳定性，有效防止了钠离子电池在循环过程中因体积不断变化而积累的应力对正极极片本体结构及正极活性物质层12多孔结构造成的破坏，从而有效提升了钠离子电池的循环性能。

同时，将正极活性物质层12的厚度d₁与正极集流体11的厚度d₂之比限定在特定范围内，使得正极极片具有良好的力学性能，还有效防止了正极极片在加工及使用过程中发生断裂或产生裂纹，提高了正极极片的加工性能，有效提升了正极极片及钠离子电池中电芯的制备优率及使用寿命，从而使钠离子电池的循环性能得到提高。

另外，正极活性物质层12的厚度d₁与正极集流体11的厚度d₂之比为1.6以上，有利于使钠离子电池兼具较高的容量性能及能量密度。

在一些可选的实施例中，正极活性物质层12的厚度d₁与正极集流体11的厚度d₂之比的上限值可以为24、22、20、18、16、15、14、12、10，下限值可以为9、8、7、6、5、4、3、2、1.6。d₁/d₂的范围可以是由前述任意上限值和任意下限值组成。

优选地，正极活性物质层12的厚度d₁与正极集流体11的厚度d₂之比为3≤d₁/d₂≤10，能够更好地提升钠离子电池的循环性能及能量密度。

本申请实施例的正极极片，正极集流体11的厚度d₂优选为5μm～25μm，更优选为5μm～15μm。

正极集流体11的厚度d₂优选为5μm以上，能够对正极活性物质层12起到较高的支撑和保护作用，并使得正极极片具有较高的力学性能，有效防止钠离子电池在循环过程中因体积不断变化而积累的应力对正极极片本体结构及正极活性物质层多孔结构的破坏，从而有效提升钠离子电池的循环性能。正极集流体11的厚度d₂优选为5μm以上，还保证了正极集流体11具有较高的导电性能，有利于减小电池极化，提升钠离子电池的循环性能。

正极集流体11的厚度d₂优选为25μm以下，更优选为15μm以下，有利于降低钠离子电池的体积和重量，从而使钠离子电池的能量密度得到提高。

本申请实施例的正极极片，正极活性物质层12的厚度d₁优选为16μm～240μm，更优选为40μm～120μm。

在一定的压实密度下，正极活性物质层12的厚度d₁优选为16μm以上，更优选为40μm以上，有利于使钠离子电池具有较高的比容量及能量密度；正极活性物质层12的厚度d₁优选为240μm以下，更优选为120μm以下，钠离子及电子在迁移过程中受到的阻碍较少，正极极片的电阻率较小，有利于使钠离子电池具有较高的倍率性能及循环性能。

本申请实施例的正极极片，正极活性物质层12的压实密度C与正极活性物质的真密度A之比C/A优选为0.3≤C/A≤0.95，其中，C的单位为g/cm³，A的单位为g/cm³。

上述正极活性物质层12的压实密度C为本领域公知的含义，指的是正极活性物质层12的质量与其体积的比值。正极活性物质层12的质量包括存在于正极活性物质层12的正极活性物质及可选的导电剂和粘结剂的总质量；正极活性物质层12的体积是正极活性物质层12的表观体积，包括存在于正极活性物质层12的正极活性物质及可选的导电碳剂和粘结剂的体积和颗粒内部及颗粒之间的孔隙的体积。

上述正极活性物质的真密度A为本领域公知的含义，指的是正极活性物质的质量与其真体积的比值，其中真体积是固体物质的实际体积，不包括存在于正极活性物质颗粒内部的孔隙的体积。

通过使正极活性物质层12的面密度C与正极活性物质的真密度A之间满足上述特定关系，有利于使正极活性物质层12保持适当的柔性，有效防止其在卷绕过程中及受到外力撞击时导致的断裂等问题，从而进一步提高正极极片的力学性能，并保证正极活性物质层12内的导电连续性，提高正极极片的电化学循环稳定性，从而进一步提高钠离子电池的循环性能。

在一些可选的实施例中，正极活性物质层12的面密度C与正极活性物质的真密度A之比C/A的上限值为0.95、0.9、0.85、0.8、0.75、0.7、0.65、0.6、0.55，下限值为0.3、0.35、0.4、0.42、0.45、0.48、0.5、0.52。C/A的范围可以是由前述任意上限值和任意下限值组成。

更优选地，正极活性物质层12的面密度C与正极活性物质的真密度A之间满足：0.5≤C/A≤0.8。

本申请实施例的正极极片中，正极活性物质层12的压实密度C优选为0.6g/cm³～4g/cm³，更优选为1.0g/cm³～2.5g/cm³。正极活性物质层12的压实密度C在上述范围内，有利于使钠离子电池具有较高的比容量及能量密度，还有利于减小正极极片的电阻率，降低电池正极极化，提高钠离子电池的循环性能。

本申请实施例的正极极片，正极活性物质层12中正极活性物质的真密度A优选为1.5g/cm³～5g/cm³，更优选为1.8g/cm³～4.5g/cm³。正极活性物质的真密度A在上述范围内，有利于提高钠离子电池的比容量及能量密度，并且保证正极活性物质层在电化学循环过程中具有较高的结构稳定性，防止其发生破裂，从而提高钠离子电池的循环性能。

本申请实施例的正极极片中，正极活性物质的平均粒径D_v50优选为0.3μm～25μm，更优选的为1μm～15μm。使正极活性物质的平均粒径D_v50在上述范围内，既能保证正极极片具有较高的力学性能及电化学循环稳定性，又能保证正极极片具有较低的电阻率，从而提高钠离子电池的倍率性能及循环性能。使正极活性物质的平均粒径D_v50在上述范围内，还有利于正极活性物质容量的发挥，提升钠离子电池的容量性能。

上述正极活性物质的平均粒径D_v50为本领域公知的含义，可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如可以用激光粒度分析仪方便地测定，如英国马尔文仪器有限公司的Mastersizer 3000型激光粒度分析仪。

本申请实施例的正极极片中，正极活性物质可以为钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物及普鲁士蓝类化合物中的一种或几种。

作为示例，钠过渡金属氧化物中，过渡金属可以是Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或几种。钠过渡金属氧化物例如为Na_xMO₂，其中M为Ti、V、Mn、Co、Ni、Fe、Cr及Cu中的一种或几种，0<x≤1。

聚阴离子型化合物可以是具有钠离子、过渡金属离子及四面体型(YO₄)^n-阴离子单元的一类化合物。过渡金属可以是Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或几种；Y可以是P、S及Si中的一种或几种；n表示(YO₄)^n-的价态。

聚阴离子型化合物还可以是具有钠离子、过渡金属离子、四面体型(YO₄)^n-阴离子单元及卤素阴离子的一类化合物。过渡金属可以是Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或几种；Y可以是P、S及Si中的一种或几种，n表示(YO₄)^n-的价态；卤素可以是F、Cl及Br中的一种或几种。

聚阴离子型化合物还可以是具有钠离子、四面体型(YO₄)^n-阴离子单元、多面体单元(ZO_y)^m+及可选的卤素阴离子的一类化合物。Y可以是P、S及Si中的一种或几种，n表示(YO₄)^n-的价态；Z表示过渡金属，可以是Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或几种，m表示(ZO_y)^m+的价态；卤素可以是F、Cl及Br中的一种或几种。

聚阴离子型化合物例如是NaFePO₄、Na₃V₂(PO₄)₃、NaM’PO₄F(M’为V、Fe、Mn及Ni中的一种或几种)及Na₃(VO_y)₂(PO₄)₂F_3-2y(0≤y≤1)中的一种或几种。

普鲁士蓝类化合物可以是具有钠离子、过渡金属离子及氰根离子(CN^-)的一类化合物。过渡金属可以是Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Ti、Zn、V、Zr及Ce中的一种或几种。普鲁士蓝类化合物例如为Na_aMe_bMe’_c(CN)₆，其中Me及Me’各自独立地为Ni、Cu、Fe、Mn、Co及Zn中的一种或几种，0<a≤2，0<b<1，0<c<1。

可选地，正极活性物质层12还可以包括导电剂，以改善的正极的导电性能。本申请对导电剂的种类不做具体限制，可以根据实际需求进行选择。作为示例，导电剂可以为超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或几种。

可选地，正极活性物质层12还可以包括粘结剂，以将正极活性物质和可选的导电剂牢固地粘结在正极集流体11上。本申请对粘结剂的种类不做具体限制，可以根据实际需求进行选择。作为示例，粘结剂可以为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMA)及羧甲基壳聚糖(cmc)中的一种或几种。

进一步地，正极活性物质层12中，正极活性物质、导电剂及粘结剂的重量比为80～100:0～20:0～20。

正极集流体11可以采用导电碳片、金属箔材、涂炭金属箔材或多孔金属板，其中导电碳片的导电碳材质可以为超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或几种，金属箔材、涂炭金属箔材和多孔金属板的金属材质各自独立地可以选自铜、铝、镍及不锈钢中的一种或几种。

正极集流体11例如为铜箔、铝箔、镍箔、不锈钢箔、不锈钢网及涂炭铝箔中的一种或几种，优选采用铝箔。

可以按照本领域常规方法制备上述正极极片。通常将正极活性物质及可选的导电剂和粘结剂分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮，简称为NMP)中，形成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体11上，经烘干、冷压后，得到正极极片。

钠离子电池

本申请实施例第二方面提供一种钠离子电池，包括本申请实施例第一方面的正极极片。

由于采用了本申请实施例第一方面的正极极片，钠离子电池具有较高的结构稳定性和工作稳定性，有效提升了钠离子电池的循环性能，并有利于使钠离子电池兼具较高的安全性能。

钠离子电池还包括负极极片、隔离膜和电解液。

上述负极极片可以是金属钠片。

负极极片也可以是包括负极集流体及设置于负极集流体上的负极活性物质层。例如负极集流体包括相对的两个表面，负极活性物质层层叠设置于负极集流体的两个表面中的任意一者或两者上。

负极集流体可以采用金属箔材、涂炭金属箔材或多孔金属板等材料，优选采用铜箔。

负极活性物质层通常包括负极活性物质以及可选的导电剂、粘结剂和增稠剂，负极活性物质可以是天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(MCMB)、硬碳及软碳中的一种或几种，导电剂可以是超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或几种，粘结剂可以是丁苯橡胶(SBR)、水性丙烯酸树脂(water-based acrylicresin)及羧甲基纤维素(CMC)中的一种或几种，增稠剂可以是羧甲基纤维素(CMC)。但本申请并不限定于这些材料，本申请还可以使用其它可被用作钠离子电池负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂的材料。

在一些优选的实施例中，负极活性物质层的负极活性物质包括硬碳。硬碳作为钠离子电池负极材料，其比容量较高(300mAh/g以上)，有利于提高钠离子电池的比容量及能量密度；并且硬碳材料具有较高的可逆比容量，能够提高钠离子电池的循环性能。此外，硬碳还具有原材料来源广泛的优势。

进一步地，负极活性物质层中负极活性物质的重量百分含量为80wt％以上，更进一步地为90wt％以上。

进一步地，负极活性物质中硬碳的重量百分含量为30wt％以上，更进一步地为50wt％以上，更进一步地为80wt％以上，更进一步地为90wt％以上，例如为100wt％。

在一些实施例中，钠离子电池中正极活性物质层的厚度d₁与负极活性物质层的厚度d₃之比优选为1≤d₁/d₃≤3。

可选地，钠离子电池中正极活性物质层的厚度d₁与负极活性物质层的厚度d₃之比的上限值为3、2.8、2.6、2.5、2.4、2.2、2.0、1.8，下限值为1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8。d₁/d₃的范围可以是由前述任意上限值和任意下限值组成。

在这些实施例中，正极活性物质层的厚度d₁与负极活性物质层的厚度d₃之比在上述范围内，有利于减小电池在循环过程中的不可逆容量损失，提高钠离子电池的循环性能。

在这些实施例中，正极活性物质层的压实密度C优选为0.6g/cm³～4.0g/cm³；负极活性物质层的压实密度优选为0.8g/cm³～1.6g/cm³。

可以按照本领域常规方法制备上述负极极片。通常将负极活性物质及可选的导电剂、粘结剂和增稠剂分散于溶剂中，溶剂可以是去离子水，形成均匀的负极浆料，将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，得到负极极片。

对上述隔离膜没有特别的限制，可以选用任意公知的具有电化学稳定性和化学稳定性的多孔结构隔离膜，例如可以是玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或几种的单层或多层薄膜。

上述电解液可以是包括有机溶剂和电解质钠盐。作为示例，有机溶剂可以是碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)及碳酸二乙酯(DEC)中的一种或几种；电解质钠盐可以是NaPF₆、NaClO₄、NaBCl₄、NaSO₃CF₃及Na(CH₃)C₆H₄SO₃中的一种或几种。

将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序堆叠好，使隔离膜处于正极极片与负极极片之间起到隔离的作用，得到电芯，也可以是经卷绕后得到电芯；将电芯置于包装外壳中，注入电解液并封口，得到钠离子电池。

实施例

下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。

实施例1

正极极片的制备

将普鲁士蓝类正极活性物质Na₂MnFe(CN)₆、导电炭黑Super P、粘结剂PVDF按重量比90:5:5在适量的NMP中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料；将正极浆料涂覆于正极集流体铝箔上，干燥、冷压后，得到正极极片。其中，正极集流体的厚度为10μm，正极活性物质层的厚度为16μm，正极活性物质层的压实密度为1.3g/cm³，正极活性物质的真密度为2.0g/cm³。

负极极片的制备

将负极活性物质硬碳、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、导电炭黑按照重量比为90:5:5在适量的去离子水中混合均匀制备成负极浆料；然后将负极浆料涂覆在负极集流体铜箔上，经烘干、冷压后，得到负极极片。其中，正极活性物质层的压实密度为0.95g/cm³。

电解液的制备

将等体积的碳酸乙烯酯(EC)及碳酸丙烯酯(PC)混合均匀，得到有机溶剂，然后将NaPF₆均匀溶解在上述有机溶剂中，得到电解液，其中NaPF₆的浓度为1mol/L。

钠离子电池的制备

将上述正极极片、隔离膜(玻璃纤维薄膜)及负极极片按顺序叠好，经卷绕后得到电芯，将电芯装入包装外壳中，加入上述电解液并封口，经化成、静置等工艺后，得到钠离子电池。

实施例2～14及对比例1～6

与实施例1不同的是，调整正极极片的相关参数，详见下面的表1。

测试部分

(1)正极极片的力学性能测试：

通过正极极片的卷绕断带率来判断正极极片的力学性能，其过程如下：准备100条正极极片，分别将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，经卷绕后得到电芯，统计正极极片的断裂数量。

正极极片的卷绕断带率(％)＝正极极片的断裂数量/100×100％

(2)钠离子电池的循环性能测试：

在25℃下，将钠离子电池以1C倍率恒流充电至充放电截止电压上限，之后以恒压充电至电流为0.2C，之后静置5min，再以1C倍率恒流放电至充放电截止电压下限，静置5min，此为一个循环充放电过程，此次的放电容量记为钠离子电池第1次循环的放电容量，即为钠离子电池的初始容量。将钠离子电池按照上述方法进行100次循环充放电测试，检测得到第100次循环的放电容量。

其中，实施例1～12、实施例14、对比例1～2及对比例5～6的钠离子电池充放电截止电压为1.9V～4.0V；实施例13及对比例3～4的钠离子电池充放电截止电压为1.9V～4.2V。

钠离子电池25℃循环100次后的容量保持率(％)＝第100次循环的放电容量/第1次循环的放电容量×100％。

实施例1～14及对比例1～6的测试结果示于下面的表2。

表1

表1中，d₁为正极活性物质层的厚度；d₂为正极集流体的厚度；d₃为负极活性物质层的厚度；C为正极活性物质层的压实密度；A为正极活性物质的真密度。

表2

	正极极片的卷绕断带率/％	循环100次后的容量保持率/％
			实施例1	0	96
实施例2	0	93
			实施例3	0	92
实施例4	0	92
			实施例5	2	90
实施例6	0	92
			实施例7	0	90
实施例8	5	86
			实施例9	10	81
实施例10	0	88
			实施例11	0	89
实施例12	20	79
			实施例13	0	93
实施例14	0	97
			对比例1	50	68
对比例2	80	56
			对比例3	48	72
对比例4	70	70
			对比例5	45	76
对比例6	68	71

通过实施例1～14和对比例1～6的对比分析可以看出，当正极活性物质层的厚度与正极集流体的厚度之比在特定范围内时，正极极片具有良好的力学性能，通过卷绕之后不会发生明显的断裂现象，而当正极活性物质层的厚度与正极集流体的厚度之比在特定范围之外时，正极极片的卷绕性能变差，非常容易发生断裂而失效。并且，当正极活性物质层的厚度与正极集流体的厚度之比在特定范围内时，钠离子电池在循环过程中因离子嵌入脱出造成的极片体积变化而产生的应力对正极极片本体结构和正极活性物质层的多孔结构造成的破坏较小，钠离子电池的循环性能较好，而当正极活性物质层的厚度与正极集流体的厚度之比在特定范围之外时，钠离子电池在循环过程中因离子嵌入脱出造成的极片体积变化而产生的应力对正极极片本体结构和正极活性物质层的多孔结构造成的破坏较大，钠离子电池的循环性能较差。

进一步地，通过实施例1～12可以看出，当正极活性物质层的厚度与正极集流体的厚度之比在特定范围内、且正极活性物质层的压实密度与正极活性物质的真密度之比在特定范围内时，正极极片的力学性能和循环性能均得到进一步提高。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种钠离子电池，包括正极极片，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体至少一个表面上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质，所述正极活性物质为钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物及普鲁士蓝类化合物中的一种或几种；

其中，所述正极活性物质层的厚度d₁与所述正极集流体的厚度d₂之比为1.6≤d₁/d₂≤24；

所述正极活性物质层的压实密度C与所述正极活性物质的真密度A之间满足：0.3≤C/A≤0.95，其中，C及A的单位均为g/cm³。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层的厚度d₁与所述正极集流体的厚度d₂之比为3≤d₁/d₂≤10。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极集流体的厚度d₂为5μm～25μm。

4.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极集流体的厚度d₂为5μm～15μm。

5.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层d₁的厚度为40μm～120μm。

6.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层d₁的厚度为16μm～240μm。

7.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，0.5≤C/A≤0.8。

8.根据权利要求1或7所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层的压实密度C为0.6g/cm³～4.0g/cm³；

所述正极活性物质的真密度A为1.5g/cm³～5g/cm³。

9.根据权利要求8所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层的压实密度C为1.0g/cm³～2.5g/cm³。

10.根据权利要求8所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质的真密度A为1.8g/cm³～4.5g/cm³。

11.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质的平均粒径D_v50为0.3μm～25μm。

12.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质的平均粒径D_v50为1μm～15μm。

13.根据权利要求1所述的钠离子电池，其特征在于，还包括负极极片，所述负极极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质，所述负极活性物质包括硬碳。

14.根据权利要求13所述的钠离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层的厚度d₁与所述负极活性物质层的厚度d₃之比为1≤d₁/d₃≤3。