[发明专利]一种双极性电池及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种双极性电池及其制备方法和用途；所述双极性电池包括：至少一组正负极片、至少一个双极片、隔膜、电解液和电池壳体；每组正负极片包括一个正极片和一个负极片；每个双极片包括正极段和负极段，所述正极段和所述负极段中间由空箔隔离；所述正极片、一个或多个双极片、负极片依次串联，所述隔膜设置在相对设置的正极片与负极段和/或负极片与正极段和/或正极段与负极段之间，构成一个双极性单元；充电过程中，每个双极性单元中，电流的方向为由正极片经双极片至负极片，放电过程中，电流的方向相反。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种双极性电池及其制备方法和用途。

背景技术

电池行业经过多年的发展历程，经历了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池等。其中铅酸电池和镍镉电池因重金属污染问题饱受诟病，终将被历史所淘汰。镍氢电池有记忆效应，使用时必须全充全放以保持循环寿命，繁琐的电池管理系统增加了使用的难度，逐渐被其他电池所取代。目前广泛使用的锂离子电池具有长寿命、无记忆效应、低污染、高能量密度等优势，正逐渐替代其他种类的电池，应用于电动汽车、电动自行车、电动工具、储能和数码领域。但锂离子电池同时具有高成本、低安全性和资源短缺等先天不足。

在此背景下，钠离子电池应运而生。钠离子电池以其低成本、长寿命、无记忆效应、环保无污染和可以接受的能量密度等优势而成为电动自行车、储能和电动工具等领域的又一绝佳选择。我国钠盐资源相比于贫乏的锂资源，是极其丰富且廉价的。

如何有效利用充足的钠资源来构建高单体电压、高功率密度的电池，使其更好的适应更广泛应用场景下的使用需求，是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种双极性电池及其制备方法和用途，通过本发明提出的双极性电池的结构，能够获得高单体电压、高功率密度、优异倍率性能和安全性良好的电池。

第一方面，本发明实施例提供了一种双极性电池，包括：至少一组正负极片、至少一个双极片、隔膜、电解液和电池壳体；

每组正负极片包括一个正极片和一个负极片；

每个双极片包括正极段和负极段，所述正极段和所述负极段中间由空箔隔离；

所述正极片、一个或多个双极片、负极片依次串联，所述隔膜设置在相对设置的正极片与负极段和/或负极片与正极段和/或正极段与负极段之间，构成一个双极性单元；

充电过程中，每个双极性单元中，电流的方向为由正极片经双极片至负极片，放电过程中，电流的方向相反。

优选的，所述双极性电池包括多个所述双极性单元，多个双极性单元之间相互并联。

优选的，在所述双极性电池中，至少一个所述正极片与至少一个所述负极段相对设置，至少一个所述负极片与至少一个所述正极段相对设置。

优选的，每个双极性单元均呈密闭结构，所述电解液密封于所述双极性单元内。

优选的，所述正极片由正极活性物质混合物浆料涂敷于铝箔上构成；

所述负极片由负极活性物质混合物浆料涂敷于铝箔上构成；

所述双极片的正极段涂敷正极活性物质混合物，负极段涂敷负极活性物质混合物，涂敷基材为铝箔；

所述隔膜为双面涂敷聚偏氟乙烯PVDF的涂胶隔膜；

所述外壳为铝塑膜。

优选的，所述正极活性物质混合物包括钠铜铁锰氧化物、正极黏结剂和正极导电剂；所述负极活性物质混合物包括硬碳、负极黏结剂和负极导电剂；所述电解液为使用原位聚合法制备的钠离子电池凝胶电解液。

优选的，所述双极性电池为双极性钠离子电池。