一種鈉離子電池的制備方法及鈉離子電池 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及電材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鈉離子電池的制備方法及鈉離子電池。 背景技術(shù) [0002] 鈉離子電池（Sodium?ion?battery），是一種二次電池（充電電池），具有價格低、儲量豐富的優(yōu)點，可用于儲能系統(tǒng)、低速電動車等領(lǐng)域。其主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作：在充電過程中，鈉離子從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極；在放電過程中，鈉離子從負極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極。 [0003] 由于鈉的標準電極電勢比鋰高，且鈉的摩爾質(zhì)量比鋰大，所以鈉離子電池的能量密度普遍比鋰離子電池低，此外，鈉離子電池還有首次充放電效率（首效）偏低、長循環(huán)穩(wěn)定性較差等缺點，其在動力電池領(lǐng)域的發(fā)展進而受限，發(fā)展速度較緩慢。 [0004] 在鈉離子電池的制備過程中，化成過程是后段工序中比較重要的一環(huán)，化成的目的主要是在活性物質(zhì)表面形成穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)膜（SEI膜），SEI膜具有良好的離子導(dǎo)電性和電子絕緣性，可以阻止電池后續(xù)副反應(yīng)的發(fā)生，SEI的結(jié)構(gòu)直接影響電池的壽命、穩(wěn)定性、自放電和安全性能。 [0005] 專利CN113851744A公布了一種鋰離子電池的化成方法及其應(yīng)用，該方法通過四次恒流充電，最終充電至電池荷電狀態(tài)為90%，再恒流放電至荷電狀態(tài)為65?75%，化成完成。該化成方法有效改善了電池循環(huán)過程中電芯的變形問題，并降低循環(huán)過程中的厚度膨脹率，沒有提及電池的循環(huán)穩(wěn)定性和首效的問題。專利CN107658504A公開了一種用于抑制鈦酸鋰電池脹氣的化成老化方法，通過在化成過程中采用先大電流后小電流充電的方式并在后期采用開口老化有利于形成致密穩(wěn)定的SEI膜，阻止了電解液在負極位置發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，從而達到抑制產(chǎn)氣降低膨脹的目的。但是該化成方法需要額外再對電池進行老化，步驟繁瑣，增加了制造成本。專利CN113839097A公開了一種電動自行車電池制備方法，方法中針對串聯(lián)電池模組提供了化成方法，包括分段充電和分段放電過程，并在充放電過程中分別設(shè)備了充放電電流和截止電壓大小，改善了電池高溫的性能，并改善了低SOC、低電壓下電動車突然斷電的情況。但該化成方法針對的是鋰電池串聯(lián)模組，相比于單體電池而言，其電壓高得多，因此該化成方法并不適用于單體電池。以上3篇專利都是鋰離子電池的化成方法，眾所周知，鋰離子電池并不存在首效低和循環(huán)壽命低的問題。鋰離子電池的負極為石墨，其分子結(jié)構(gòu)為高度有序的層狀結(jié)構(gòu)，石墨層之間的鍵能很小，鋰離子可以很容易在石墨層之間進行脫嵌。而且石墨的儲鋰機制只有一步，即“插層”反應(yīng)，石墨可以輕松在石墨層間進行可逆的插入和脫出。而由于鈉離子半徑（0.102nm）比鋰離子（0.067nm）大得多，石墨層間距較小，鈉離子不能在石墨層間進行較好的脫嵌，因此石墨不適用于鈉離子電池的負極。當前，鈉離子電池普遍適用的負極為硬碳，硬碳是一種無序的石墨碳，具有不規(guī)則的多晶結(jié)構(gòu)，包含大量的缺陷、棱柱狀表面和封閉的孔隙。由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其儲鈉機制包含3個步驟，即“吸附”、“插層”和“孔填充”，導(dǎo)致鈉離子電池的儲鈉機制與鋰離子電池大不相同。因此，鈉離子電池的化成工藝不能照搬現(xiàn)有的鋰離子電池的化成方法。 [0006] 針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一些鈉離子電池的化成工藝來提高鈉離子電池的首效和循環(huán)壽命，如專利CN113823856A，其提出在充電過程中當充電電壓達到截止電壓后，繼續(xù)充電至化成上限電壓來提高鈉離子電池的首次充電容量，但是充電電壓過高會造成電解液持續(xù)分解，最終會導(dǎo)致鈉離子電池的循環(huán)壽命下降，由于充電電壓較高，該技術(shù)文獻中還設(shè)計了一種高壓電解液進行配合使用，但高壓電解液中耐高壓添加劑的使用會導(dǎo)致電解液的粘性增大，影響離子傳輸，最終會導(dǎo)致電池導(dǎo)電性能不好，進而影響到最終的使用效果，且該方法不適合大規(guī)模量產(chǎn)；又如專利CN114976267A，其記載了在化成時分為兩步充電和兩步放電，在充電至電壓較高時使用更高的電壓進行低溫恒壓脈沖充電；在放電至 2.5?3.0V時使用更低的電壓進行高溫恒壓脈沖放電，以這種方法來提升鈉離子電池的首次容量、充放電效率及循環(huán)壽命。但是這種大電流恒壓充電方法在充電初期充電電流過大，會導(dǎo)致電池的極化電壓迅速升高，超出了電池的限制電壓，會直接影響電池的使用壽命和質(zhì)量。此外，該種方法需要控制邊界條件，需要在較短的時間內(nèi)在高低溫之間進行切換，對設(shè)備和環(huán)境要求極高，實際操作難以實現(xiàn)。 [0007] 因此，基于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，特提出本發(fā)明。 發(fā)明內(nèi)容

1.一種鈉離子電池的制備方法，依次包括制備電芯、電芯注液、電芯開口化成、電芯封口及電芯分容步驟，其特征在于， 所述制備電芯步驟中，電芯的負極材料為硬碳； 所述電芯開口化成步驟包括順次循環(huán)執(zhí)行的充電步驟和放電步驟，所述充電步驟和放電步驟順次循環(huán)3?5次，且兩個循環(huán)之間電芯靜置至少30min； 其中， 所述充電步驟包括： 以第一充電電流恒流充電至第一充電截止電壓； 以第二充電電流恒流充電至第二充電截止電壓； 在第一充電截止電壓和第二充電截止電壓之間以第三充放電電流恒流淺循環(huán)充放電 3?4次； 以第四充電電流恒流充電至第三充電截止電壓，再以第三充電截止電壓恒壓充電至截止電流小于0.01C； 所述放電步驟包括： 以第一放電電流恒流放電至放電截止電壓； 以第二放電電流恒流放電至放電截止電壓； 以第三放電電流恒流放電至放電截止電壓； 所述第一充電電流的倍率大小為1?2C，第一充電截止電壓為3?3.4V； 所述第二充電電流的倍率大小為0.1?0.8C，第二充電截止電壓為3.5?3.8V； 所述第三充放電電流的倍率大小為0.01?0.5C； 所述第四充電電流的倍率大小為0.5?1C，第三充電截止電壓為3.8?4.2V； 所述放電截止電壓為1.5?2V； 所述第一放電電流的倍率大小為0.5?2C，所述第二放電電流的倍率大小為0.1?0.5C，所述第三放電電流的倍率大小為0.01?0.1C。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉離子電池的制備方法，其特征在于，所述電芯開口化成步驟時位于真空狀態(tài)下進行化成，化成壓力為?50kPa ?90kPa，環(huán)境露點低于?40℃。 ~ 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉離子電池的制備方法，其特征在于，所述充電步驟中，以第三充放電電流恒流淺循環(huán)充放電時電芯夾緊力為1?5MPa，其余充電步驟的電芯夾緊力為 0.8?2MPa； 所述放電步驟中，電芯夾緊力均為0.5?1MPa。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉離子電池的制備方法，其特征在于，所述充電步驟中，在第一充電截止電壓和第二充電截止電壓之間以第三充放電電流恒流淺循環(huán)充放電 3?4次的過程中電芯加熱溫度為50?60℃；其余充電步驟的電芯加熱溫度為30?50℃； 所述放電步驟中，電芯加熱溫度為25?40℃。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉離子電池的制備方法，其特征在于，所述鈉離子電池的正極材料為層狀氧化物。