技术领域
[0001] 本实用新型涉及钠离子电池技术领域，具体是指一种高容量钠离子电池极片结构。
相关背景技术
[0002] 钠离子电池具有低成本、长寿命、高安全的特点，在新能源领域是锂离子电池的有效补充。但是，钠离子电池正极材料的克容量发挥偏低，制约了高容量钠离子电池的发展。
[0003] 为有效提升钠离子电池容量，常规采用厚极片设计，通过增加电极涂覆量制备厚极片，达到提升能量密度与降低成本的双重效果。但是，该类厚极片存在以下缺陷，如在电化学性能方面，极片增厚，则相应的离子传输更困难，使得厚极片的倍率性能、循环性能明显劣化；如在工艺结合力层面，厚极片容易掉粉，容易导致活性物质层部分脱离集流体。
[0004] 针对于此，中国实用新型专利CN219832699U公开了一种高容量电池极片结构，所述极片包括集流体及活性物质层，所述活性物质层设置于所述集流体表面；所述集流体表面设置有微坑，所述活性物质层表面设置有凹槽。所述活性物质层包括上层活性物质层及下层活性物质层，所述上层活性物质层设置于所述集流体的上表面，所述下层活性物质层设置于所述集流体的下表面，所述集流体的上表面设置有所述微坑；所述集流体的下表面设置有所述微坑；所述集流体上表面的所述微坑与所述集流体的下表面的所述微坑错开设置。可以看到，该方案虽然通过设置界面的微坑结构能够提高集流体与活性物质层的结合力。其同时也存应用端缺陷，如该方案限定单个微坑的宽度不小于活性物质中活性物质颗粒的平均粒径，对于材料的适用性存在制约；如微坑宽度在10‑50微米，微坑面密度为80‑2
100点/mm ，其加工过程的操作性要求较高；如轧辊预先经过激光毛化处理，设备和工艺成本均居高不下，无法发挥钠离子电池低成本的优势
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是提供一种高容量钠离子电池极片结构，具有材料适用性强、加工便捷和电化学性能优异的特点。
[0006] 本实用新型可以通过以下技术方案来实现：
[0007] 本实用新型公开了一种高容量钠离子电池极片结构，包括集流体，集流体的一面或两面涂覆设置有活性材料层，集流体与活性材料层之间涂覆设置有第一石墨烯各向同性导电胶层。在本发明中，由于石墨烯各向同性导电胶层在导电性、机械性以及胶黏结合能力的优势，极片可以根据需要进行加厚设计而不脱落也不至于与集流体分离，从而满足钠离子电池高容量的需求。
[0008] 进一步地，活性材料层为包括若干活性材料膜层的复合层状结构，不同活性材料膜层之间设置有第二石墨烯各向同性导电胶层。通过设置复合层状结构，既可以通过多层复合提升电池容量，也可以简化单层涂布过程，还保证了各层间的结合能力。
[0009] 进一步地，活性材料膜层的表面设置有规则或不规则纹路。通过设置规则或不规则的纹路，既降低在各层涂布过程中对于界面的要求，也增加膜层之间的结合性。
[0010] 进一步地，集流体为箔材结构或网状结构，箔材结构为单面毛结构或双面毛结构。通过采用毛面结构，既降低成本，又利用毛面结构的粗糙度保证结合力。
[0011] 进一步地，第一石墨烯各向同性导电胶层、第二石墨烯各向同性导电胶层采用喷涂、刮涂或滚涂方式附着设置在对应层结构的表面。可以结合工艺需要灵活选用不同的涂覆方式，工艺灵活可控。
[0012] 进一步地，第一石墨烯各向同性导电胶层、第二石墨烯各向同性导电胶层的厚度为5‑30μm。既具有较强的结合能力，又避免过厚对于容量空间的占用。
[0013] 进一步地，极片为正极片，集流体为正极集流体，正极集流体的厚度为4‑25μm，可以结合实际需要灵活选用不同厚度的正极集流体。
[0014] 进一步地，正极片的活性材料层为聚阴离子材料层、普鲁士蓝材料层或层状氧化物材料层，满足不同正极材料的使用需求。
[0015] 进一步地，极片为负极片，集流体为负极集流体，负极集流体的厚度为4‑25μm，可以结合实际需要灵活选用不同厚度的负极集流体。
[0016] 进一步地，负极片的活性材料层为硬碳材料层或软碳材料层，满足不同正极材料的使用需求。
[0017] 本实用新型一种高容量钠离子电池极片结构，具有如下的有益效果：
[0018] 第一、适用性强，本实用新型通过设置石墨烯各向同性导电胶层把活性材料层紧密与集流体相互结合，无需对集流体表面进行微坑处理，对于材料类型、材料粒径等没有使用限制，满足不不同材料的使用需求；
[0019] 第二、操作便捷，通过设置石墨烯各向同性导电胶层把活性材料层与集流体相互结合，无需对集流体和压辊进行复杂的工艺处理，直接采用常规的集流体和涂布工艺即可实现低成本的操作加工；
[0020] 第三、电化学性能优异，在石墨烯各向同性导电胶层中，石墨烯作为二维材料，具有出色的导电性能。石墨烯导电胶通常能够在各个方向上实现良好的导电性，保证了极片和电池的电化学性能。
具体实施方式
[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例对本实用新型产品作进一步详细的说明。
[0025] 实施例1
[0026] 如图1所示，本实用新型公开了一种高容量钠离子电池极片结构，包括集流体100，集流体100的一面或两面涂覆设置有活性材料层300，集流体100与活性材料层300之间涂覆设置有第一石墨烯各向同性导电胶层200。
[0027] 在本实施例中，集流体为箔材结构或网状结构，箔材结构为单面毛结构或双面毛结构。第一石墨烯各向同性导电胶层采用喷涂、刮涂或滚涂方式附着设置在对应层结构的表面。第一石墨烯各向同性导电胶层的厚度为5‑30μm。
[0028] 在本实施例中，极片为正极片，集流体为正极集流体，正极集流体的厚度为4‑25μm。正极片的活性材料层为聚阴离子材料层、普鲁士蓝材料层或层状氧化物材料层。
[0029] 实施例2
[0030] 如图2所示，本实用新型公开了一种高容量钠离子电池极片结构，包括集流体100，集流体100的一面或两面涂覆设置有活性材料层300，集流体100与活性材料层300之间涂覆设置有第一石墨烯各向同性导电胶层200。
[0031] 如图2所述，活性材料层300为包括若干活性材料膜层310的复合层状结构，不同活性材料膜层310之间设置有第二石墨烯各向同性导电胶层320。活性材料膜层的表面设置有规则或不规则纹路。第一石墨烯各向同性导电胶层、第二石墨烯各向同性导电胶层采用喷涂、刮涂或滚涂方式附着设置在对应层结构的表面。第一石墨烯各向同性导电胶层、第二石墨烯各向同性导电胶层的厚度为5‑30μm。
[0032] 在本实施例中，集流体为箔材结构或网状结构，箔材结构为单面毛结构或双面毛结构。极片为正极片，集流体为正极集流体，正极集流体的厚度为4‑25μm。正极片的活性材料层为聚阴离子材料层、普鲁士蓝材料层或层状氧化物材料层。
[0033] 实施例3
[0034] 如图1所示，本实用新型公开了一种高容量钠离子电池极片结构，包括集流体100，集流体100的一面或两面涂覆设置有活性材料层300，集流体100与活性材料层300之间涂覆设置有第一石墨烯各向同性导电胶层200。
[0035] 在本实施例中，第一石墨烯各向同性导电胶层采用喷涂、刮涂或滚涂方式附着设置在对应层结构的表面。第一石墨烯各向同性导电胶层的厚度为5‑30μm。
[0036] 在本实施例中，集流体为箔材结构或网状结构，箔材结构为单面毛结构或双面毛结构。极片为负极片，集流体为负极集流体，负极集流体的厚度为4‑25μm。负极片的活性材料层为硬碳材料层或软碳材料层。
[0037] 实施例4
[0038] 如图2所示，本实用新型公开了一种高容量钠离子电池极片结构，包括集流体100，集流体100的一面或两面涂覆设置有活性材料层300，集流体100与活性材料层300之间涂覆设置有第一石墨烯各向同性导电胶层200。
[0039] 如图2所述，活性材料层300为包括若干活性材料膜层310的复合层状结构，不同活性材料膜层310之间设置有第二石墨烯各向同性导电胶层320。活性材料膜层的表面设置有规则或不规则纹路。第一石墨烯各向同性导电胶层、第二石墨烯各向同性导电胶层采用喷涂、刮涂或滚涂方式附着设置在对应层结构的表面。第一石墨烯各向同性导电胶层、第二石墨烯各向同性导电胶层的厚度为5‑30μm。
[0040] 在本实施例中，集流体为箔材结构或网状结构，箔材结构为单面毛结构或双面毛结构。极片为负极片，集流体为负极集流体，负极集流体的厚度为4‑25μm。负极片的活性材料层为硬碳材料层或软碳材料层。
[0041] 在本实用新型中，石墨烯各向同性导电胶是具有石墨烯导电填料的导电胶，其特点是石墨烯在各个方向上都具有相对均匀的导电性能。石墨烯是由碳原子构成的单层蜂窝结构的二维材料，具有出色的导电性、导热性和机械性能。具体地，在导电性方面， 石墨烯是优秀的导电材料，其电子在平面内移动的能力非常强，因此石墨烯各向同性导电胶在各个方向上都表现出良好的导电性。在机械性能方面， 石墨烯具有出色的机械强度和柔韧性，这使得石墨烯各向同性导电胶在连接、封装和导电粘接等方面都表现出较好的性能。在化学稳定性方面，石墨烯对许多化学物质具有较好的稳定性。在现有技术中，石墨烯各向同性导电胶早已有之，如中国发明专利申请CN102382606A就公开了一种填充石墨烯各向同性高性能导电胶及其制备方法，可以作为本实用新型石墨烯各向同性导电胶层的参考。
[0042] 上述实施例仅为本实用新型的具体实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。
