【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的领域总体上涉及二次电池，并且更具体地，涉及二次电池在形成期间或之后的载体离子负载。
技术介绍
1、在摇椅式电池单元中，二次电池的正电极和负电极两者均包括载体离子，如锂插入和提取到其中的材料。在电池放电时，载体离子从负电极中被抽出并且插入到正电极中。在电池充电时，载体离子从正电极中被提取并且插入到负电极中。
2、由于其高比容量，硅已经成为替代碳质材料作为阳极的有前途的候选物。例如，由lic6形成的石墨阳极可以具有约370毫安时/克(mah/g)的比容量，而由li15si4形成的晶体硅阳极可以具有约3600mah/g的比容量，比石墨阳极增加了近10倍。然而，硅阳极的使用受到限制，这是由于当li载体离子插入到硅阳极中时，硅的体积变化很大(例如，300％)。这种体积增加以及与充电和放电循环相关的破裂和粉碎限制了硅阳极在实践中的使用。另外，由于硅阳极的初始库仑效率(ice)差，导致在利用硅阳极的二次电池的初始形成期间容量损失，因此硅阳极的使用受到限制。
3、因此，期望改善利用基于硅的阳极的二次电池的性能，并且更具体地，期望减轻硅阳极表现出的与其差的ice有关的问题。
技术实现思路
1、一方面，一种辅助电极，其用于二次电池，所述辅助电极包含导电层、第一载体离子供应层和第二载体离子供应层。所述导电层在x-y平面中具有第一主表面，并且所述导电层包含导电的材料并且具有第一表面积。所述第一载体离子供应层和所述第二载体离子供应层中的每一者均包含为所述二次电池的电极供应载体
2、另一方面，一种缓冲系统，其包含二次电池、辅助电极和外壳。所述二次电池具有彼此相对的主表面和电端子，其中所述电端子中的每个电端子耦接到所述二次电池的正电极和负电极之一。所述二次电池包含位于所述负电极与所述正电极之间的微孔隔膜，所述微孔隔膜渗透有与所述负电极和所述正电极离子接触的电解液。所述负电极包含阳极活性硅或其合金，并且所述负电极具有载体离子的库仑容量。所述正电极包含阴极活性材料，并且所述正电极具有所述载体离子的库仑容量。所述负电极库仑容量超过所述正电极库仑容量。所述辅助电极接触所述二次电池的所述主表面。所述辅助电极包含第一隔膜层、导电层、载体离子供应层群体、第二隔膜层和导电接片。所述第一隔膜层包含可离子渗透的材料。所述导电层包含导电的材料，并且所述导电层具有接触所述第一隔膜层的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。所述第二表面被分割成安置在所述导电层的第一端处的第一区域、安置在所述导电层的与所述第一端相对的第二端处的第二区域和安置在所述第一区域与所述第二区域之间的第三区域。所述载体离子供应层群体，每个载体离子供应层包含为所述二次电池的所述正电极供应所述载体离子的材料。所述载体离子供应层中的相应一个载体离子供应层安置在所述导电层的所述第一区域和所述第二区域内。所述第二隔膜层包含可离子渗透的材料。所述第二隔膜层将所述导电层的所述第一区域和所述第二区域内的所述载体离子供应层与所述二次电池的所述主表面分隔开。所述导电接片包含导电的材料。所述导电接片具有在所述导电层的所述第三区域内耦接到所述导电层的所述第二表面的第一端以及位于所述第一端远侧的第二端。所述外壳封装所述辅助电极和所述二次电池，其中所述电端子和所述导电接片的所述第二端从所述外壳的周边电延伸。
3、在又另一方面，提供了一种使用辅助电极用载体离子缓冲二次电池的方法。所述二次电池具有彼此相对的主表面和电端子。所述方法包含将所述辅助电极放置成与所述二次电池的所述主表面接触以形成辅助子组合件。所述电端子中的每个电端子耦接到所述二次电池的正电极和负电极之一。所述二次电池包含位于所述负电极与所述正电极之间的微孔隔膜，所述微孔隔膜渗透有与所述负电极和所述正电极离子接触的电解液。所述负电极包含阳极活性硅或其合金，并且所述负电极具有载体离子的库仑容量。所述正电极包含阴极活性材料，并且所述正电极具有所述载体离子的库仑容量。所述负电极库仑容量超过所述正电极库仑容量。所述辅助电极包含导电层、安置在所述导电层上的靠近所述二次电池的所述主表面的载体离子供应层、安置在所述载体离子供应层与所述二次电池的所述主表面之间的隔膜层以及耦接到所述导电层的导电接片。所述方法进一步包含将所述辅助子组合件安装在外壳中，其中所述二次电池的所述电端子和所述辅助电极的所述导电接片从所述外壳的周边电延伸。所述方法还包含通过跨所述二次电池的所述电端子施加电势电压，将所述载体离子从所述正电极转移到所述负电极，以至少部分地对所述二次电池进行充电。所述方法进一步包含通过跨所述辅助电极的所述导电接片和所述二次电池的所述电端子中的一个电端子施加电势电压，将所述载体离子从所述辅助电极的所述载体离子供应层转移到所述二次电池的所述正电极和负电极中的至少一者。所述方法进一步包含通过跨所述二次电池的所述电端子施加电势电压，将所述载体离子从所述正电极转移到所述负电极，以对所述二次电池进行充电，直到所述负电极的作为所述载体离子储存的所述正电极库仑容量大于100％为止。
4、存在关于上述方面指出的特征的各种改进。其它特征也可以并入上述方面中。这些改进和另外的特征可以单独地或以任何组合存在。例如，以下关于所展示实施例中的任何实施例讨论的各种特征可以单独地或以任何组合并入到上述方面中的任何方面中。
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1.一种辅助电极，其用于二次电池，所述辅助电极包括：
2.根据权利要求1所述的辅助电极，其中在所述经折叠的配置中，所述第一载体离子供应层的周边与所述第二载体离子供应层的周边基本上对齐。
3.根据权利要求1所述的辅助电极，其中所述第一载体离子供应层和所述第二载体离子供应层的组合表面积大于所述第三区域的表面积。
4.根据权利要求1所述的辅助电极，其进一步包括安置在所述第一载体离子供应层上并且与所述第一载体离子供应层共延的第一隔膜层。
5.根据权利要求4所述的辅助电极，其进一步包括安置在所述第二载体离子供应层上并且与所述第二载体离子供应层共延的第二隔膜层。
6.根据权利要求5所述的辅助电极，其进一步包括第三隔膜层，所述第三隔膜层安置在所述导电层的与所述第一主表面相对的第二主表面上。
7.根据权利要求6所述的辅助电极，其中所述第一隔膜层、所述第二隔膜层和所述第三隔膜层是连续的。
8.根据权利要求6所述的辅助电极，其中所述第一隔膜层和所述第三隔膜层围绕所述第一隔膜层和所述第三隔膜层的周边的至少一部分机械地粘
9.根据权利要求6所述的辅助电极，其中所述第二隔膜层和所述第三隔膜层围绕所述第二隔膜层和所述第三隔膜层的周边的至少一部分机械地粘合在一起。
10.根据权利要求1所述的辅助电极，其中：
11.根据权利要求1所述的辅助电极，其中：
12.根据权利要求1所述的辅助电极，其进一步包括：
13.一种缓冲系统，其包括：
14.根据权利要求13所述的缓冲系统，其中：
15.根据权利要求13所述的缓冲系统，其进一步包括：
16.根据权利要求13所述的缓冲系统，其中：
17.一种使用辅助电极用载体离子缓冲二次电池的方法，所述二次电池具有彼此相对的主表面和电端子，所述电端子中的每个电端子耦接到所述二次电池的正电极和负电极之一，所述二次电池包括位于所述负电极与所述正电极之间的微孔隔膜，所述微孔隔膜渗透有与所述负电极和所述正电极离子接触的电解液，所述负电极包括阳极活性硅或其合金并且具有所述载体离子的库仑容量，所述正电极包括阴极活性材料并且具有所述载体离子的库仑容量，所述负电极库仑容量超过所述正电极库仑容量，所述方法包括：
18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：
19.根据权利要求17所述的方法，其中：
20.根据权利要求19所述的方法，其中：
21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：
22.根据权利要求17所述的方法，其中：
23.根据权利要求17所述的方法，其中：
24.根据权利要求17所述的方法，其中：
25.根据权利要求24所述的方法，其中：
26.根据权利要求25所述的方法，其中：
27.根据权利要求17所述的方法，其中将所述载体离子从所述辅助电极的所述载体离子供应层转移到所述二次电池的所述正电极和所述负电极中的至少一者进一步包括：
28.根据权利要求17所述的方法，其中将所述载体离子从所述辅助电极的所述载体离子供应层转移到所述二次电池的所述正电极和所述负电极中的至少一者进一步包括：
29.根据权利要求17所述的方法，其中将所述载体离子从所述辅助电极的所述载体离子供应层转移到所述二次电池的所述正电极和所述负电极中的至少一者进一步包括：
30.根据权利要求17所述的方法，其中将所述载体离子从所述辅助电极的所述载体离子供应层转移到所述二次电池的所述正电极和所述负电极中的至少一者进一步包括：
31.根据权利要求17所述的方法，其中将所述载体离子从所述辅助电极的所述载体离子供应层转移到所述二次电池的所述正电极和所述负电极中的至少一者进一步包括：
32.根据权利要求17所述的方法，其中将所述载体离子从所述辅助电极的所述载体离子供应层转移到所述二次电池的所述正电极和所述负电极中的至少一者进一步包括：
33.根据权利要求17所述的方法，其中将所述载体离子从所述辅助电极的所述载体离子供应层转移到所述二次电池的所述正电极和所述负电极中的至少一者进一步包括：
34.根据权利要求17所述的方法，其中所述载体离子供应层包括用于所述二次电池的所述正电极的锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、铝离子和钙离子的一个或多个来源。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种辅助电极，其用于二次电池，所述辅助电极包括：
2.根据权利要求1所述的辅助电极，其中在所述经折叠的配置中，所述第一载体离子供应层的周边与所述第二载体离子供应层的周边基本上对齐。
3.根据权利要求1所述的辅助电极，其中所述第一载体离子供应层和所述第二载体离子供应层的组合表面积大于所述第三区域的表面积。
4.根据权利要求1所述的辅助电极，其进一步包括安置在所述第一载体离子供应层上并且与所述第一载体离子供应层共延的第一隔膜层。
5.根据权利要求4所述的辅助电极，其进一步包括安置在所述第二载体离子供应层上并且与所述第二载体离子供应层共延的第二隔膜层。
6.根据权利要求5所述的辅助电极，其进一步包括第三隔膜层，所述第三隔膜层安置在所述导电层的与所述第一主表面相对的第二主表面上。
7.根据权利要求6所述的辅助电极，其中所述第一隔膜层、所述第二隔膜层和所述第三隔膜层是连续的。
8.根据权利要求6所述的辅助电极，其中所述第一隔膜层和所述第三隔膜层围绕所述第一隔膜层和所述第三隔膜层的周边的至少一部分机械地粘合在一起。
9.根据权利要求6所述的辅助电极，其中所述第二隔膜层和所述第三隔膜层围绕所述第二隔膜层和所述第三隔膜层的周边的至少一部分机械地粘合在一起。
10.根据权利要求1所述的辅助电极，其中：
11.根据权利要求1所述的辅助电极，其中：
12.根据权利要求1所述的辅助电极，其进一步包括：
13.一种缓冲系统，其包括：
14.根据权利要求13所述的缓冲系统，其中：
15.根据权利要求13所述的缓冲系统，其进一步包括：
16.根据权利要求13所述的缓冲系统，其中：
17.一种使用辅助电极用载体离子缓冲二次电池的方法，所述二次电池具有彼此相对的主表面和电端子，所述电端子中的每个电端子耦接到所述二次电池的正电极和负电极之一，所述二次电池包括位于所述负电极与所述正电极之间的微孔隔膜，所述微孔隔膜渗透有与所述负电极和所述正电极离子接触的电解液，所述负电极包括阳极活性硅或其合金并且具有所述载体离子的库仑容量，所述正电极包括阴极...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·曼达拉姆，R·J·孔特雷拉斯，N·S·沙阿，N·辛格，I·德沃里斯，M·拉马苏布拉马尼安，R·S·布萨卡，R·M·斯伯特尼茨，J·穆迪，B·A·瓦尔德斯，K·H·李，
申请(专利权)人：艾诺维克斯公司，
类型：发明
国别省市：
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