本申請公開了一種鈉離子電池及其制備方法，屬于鈉離子電池技術領域。該制備方法包括提供待化成的鈉離子電池和對所述待化成的鈉離子電池進行梯度化成制得所述鈉離子電池，所述梯度化成包括多個充放電步驟，在不同溫度下對待化成的鈉離子電池進行充放電。該制備方法能夠改進硬碳的層間結構，提高儲存鈉離子的能力，加快鈉離子在硬碳結構中的遷移速度，有效減輕在硬碳微孔中死鈉現象的發生，提高鈉離子電池的首效和能量密度。

技術領域

本申請涉及一種鈉離子電池及其制備方法，屬于鈉離子電池技術領域。

背景技術

鈉離子電池是一種新型的二次儲能電池，具有原料成本低，安全性能高等優勢，在大規模儲能應用方面具有廣闊的前景。鈉離子的離子半徑比鋰離子的半徑大，導致石墨不再適合作為電池的負極材料，而硬碳具有較大的層間距和豐富的微孔，成為鈉離子電池負極主材的首選。

鈉離子儲存在硬碳中的方式有兩種，一種是插層嵌入，另一種是孔隙填充，其中孔隙填充是影響鈉離子電池首效的主要原因，如何提高填充度，同時減少死鈉的存在，對提高鈉離子電池的能量密度起到積極的作用。同時，提高鈉離子嵌入硬碳層間的效率，對提高鈉離子電池的能量密度起到關鍵作用。然而，相比于鋰離子電池，鈉離子電池具有較低的能量密度，使其在大規模商業化應用的速度較慢，如何提高鈉離子電池的能量密度，日益受到科研人員的廣泛關注。

發明內容

為了解決上述問題，提供了一種鈉離子電池的制備方法，該方法能夠改進硬碳的層間結構，提高儲存鈉離子的能力，加快鈉離子在硬碳結構中的遷移速度，有效減輕在硬碳微孔中死鈉現象的發生，提高鈉離子電池的首效和能量密度。

根據本申請的一個方面，提供了一種鈉離子電池的制備方法，該制備方法包括提供待化成的鈉離子電池和對所述待化成的鈉離子電池進行梯度化成制得所述鈉離子電池，所述梯度化成包括下述步驟：

S1：在溫度25-40℃下，以0.01-0.02C的倍率將所述待化成的鈉離子電池充電20-40min；

S2：在溫度41-49℃下，以0.02-0.05C的倍率將S1制得的鈉離子電池充電50-60min；

S3：在溫度50-55℃下，以0.05-0.08C的倍率將S2制得的鈉離子電池充電1.5-2h；

S4：在溫度56-60℃下，以0.1-0.2C的倍率將S3制得的鈉離子電池充電4-9h；

S5：在溫度60-65℃下，以0.02C的倍率將S4制得的鈉離子電池恒壓充滿；和

S6：在溫度35-40℃下，以0.1-0.2C的倍率對S5制得的鈉離子電池放電，即制得所述鈉離子電池。

可選地，所述梯度化成包括下述步驟：

S1：在溫度30-35℃下，以0.01-0.02C的倍率將所述待化成的鈉離子電池充電25-35min；

S2：在溫度41-45℃下，以0.02-0.03C的倍率將S1制得的鈉離子電池充電55-60min；

S3：在溫度53-55℃下，以0.05-0.06C的倍率將S2制得的鈉離子電池充電1.75-2h；

S4：在溫度58-60℃下，以0.15-0.2C的倍率將S3制得的鈉離子電池充電8-9h；

S5：在溫度63-65℃下，以0.02C的倍率將S4制得的鈉離子電池恒壓充滿；和

S6：在溫度35-40℃下，以0.1-0.15C的倍率對S5制得的鈉離子電池放電，即制得所述鈉離子電池。