改进的异质纤维单片晶片状硅阳极制造技术

本发明专利技术涉及一种用于碱离子可充电电池的负极，其中电化学活性材料选自IV族半导体，该活性材料形成异质纤维单片阳极体，该阳极体包含至少2层排列和/或堆叠和/或交织的纤维，其中纤维层在其物理接触点处点熔在一起，并通过非原位各向异性化学和/或电化学方法进一步过锂化，形成单片晶片状自立式过锂化合金型阳极，其中部分过量锂随后在形成人造SEI层的过程中被耗尽。程中被耗尽。程中被耗尽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的异质纤维单片晶片状硅阳极
[0001]本专利技术涉及根据权利要求1的基于IV族半导体的改进的非原位(在电池组装之前)预锂化负电极(体)。本专利技术的硅阳极作为碱离子电池、优选锂离子二次电池，表现出具有高度结构有序性的自立式和/或异质纤维状和/或薄片状和/或单片结构。本专利技术提供了设计厚硅电极的可能性，该厚硅电极在其结构中具有定制的弱点和刚性点，从而以预测的方式缓冲充电/放电循环期间的体积膨胀，克服了现有技术硅阳极中不受控制的体积膨胀。
[0002]对于本专利技术阳极的每个方面，在“本专利技术的目的”之后给出了本专利技术的限定。
[0003]从US20180331341A1中，已知一种由液态硅前体和聚合物的混合物制成的旋转硅基垫，其中锂被引入旋转垫的所得纳米管的硅基质中。
[0004]由于电子移动领域以及便携式智能电子设备的快速增长，对具有更高能量和高充电率接受度的高级二次电池的需求不断增长，这解决了来自BEV电池供电的电动车辆的用户的实际挑战，这些用户要求单次充电更高的操作半径和最短的充电时间，此处限定为从15％SoC到100％SoC(充电状态)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于碱离子可充电电池的负极，包括：
‑
阳极的电化学活性材料，
‑
所述活性材料选自IV族半导体，
‑
所述活性材料作为异质纤维片状自立式单片阳极体提供，所述阳极体包括至少两层对齐和/或堆叠和/或交织的纤维，所述至少两层平行布置在彼此的顶部，所述层通过冶金结合在多个离散的互连位点、优选离散的互连点处互连，冶金结合包括Li
‑
IV族半导体合金和/或锂或两者的混合物或由Li
‑
IV族半导体合金和/或锂或两者的混合物组成，离散的互连点分布在阳极体上，因此离散地分布在层的区域上、优选在层的整个区域上，冶金结合相对于单个层在面外方向延伸，并且是层之间的间隔物。2.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述阳极体，特别是其层，不均匀地被未锂化和/或锂化不足和/或化学计量锂化的区域锂化。3.根据权利要求1或2所述的负极，其特征在于，所述阳极体在晶片的整个表面上具有人工非原位引入的SEI层，所述SEI层的体积/延伸适应于最大锂化状态的阳极的体积和/或以阳极的高度锂化状态提供，优选高于Li
15
Si4，更优选为Li
21
Si5状态。4.根据权利要求1至3中任一项所述的负极，其特征在于，所述IV族半导体是硅或包含硅。5.根据权利要求1至4中任一项所述的负极，其特征在于，在各层互连的离散点处，相对于在冶金结合内形成Li
‑
IV族半导体合金所需的锂量，锂的化学计量接近位置。6.根据前述权利要求中任一项所述的负极，其特征在于，所述纤维的长度在120nm至15μm之间，其中异质纤维状硅晶片状阳极的厚度在10μm至800μm之间。7.根据前述权利要求中任一项所述的负极，其特征在于，单独的Li...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：泰恩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：