具有纳米结构含硅阳极的高循环寿命锂离子电池单元制造技术

本申请涉及一种制造锂离子电池单元(12)的方法，包括以下步骤：(i)提供硅阳极(6)；(ii)将硅阳极(6)预锂化以形成预锂化水平为1％至100％的预锂化硅阳极(1)；(iii)提供一个提供物：隔板(2)；电解质；以及锂离子阴极(3)；(iv)由预锂化硅阳极(1)、隔板(2)和锂离子阴极(3)形成锂离子电池单元，其中硅阳极(6)包括锂存储材料，其中锂存储材料包括相对于该锂存储材料在70wt.％至100wt.％之间、优选在85wt.％至100wt.％之间的硅，并且其中锂存储材料包括具有柱状形态的硅材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

专利
本专利技术涉及其中阳极包括预锂化硅的锂离子电池单元(cell)、其制造方法、包含此类电池单元的电池(battery)以及此类电池单元和/或电池的用途。

技术介绍

0、专利技术背景

1、电池是由一个或更多个具有外部连接的电化学电池单元组成的设备，电池单元将储存的化学能转化为电能。电池单元具有正极和负极，也分别称为阴极和阳极。当电池连接到外部电路时，电子通过外部电路从阳极流向阴极，从而将电能传递到电路和连接到电路的任何设备。

2、诸如碱性电池等的原电池(primary battery)是一次性电池，因为电极材料在放电过程中会永久改变。诸如锂离子电池的二次电池(secondary battery)可以多次充电和放电，因为电极材料的原始成分可以通过施加反向电流来恢复。

3、电池单元由两个通过导电电解质材料串联的半电池单元(half-cells)组成。半电池单元中的一个包含阴极，而另一个半电池单元包含阳极，电解质存在于两个半电池单元中。隔板(separator)可以存在于两个半电池单元之间。隔板防止阴极和阳极之间的短路本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种制造锂离子电池单元(12)的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锂存储材料包括90.0wt.％至100.0wt.％的硅，更优选92.0wt.％至99.8wt.％的硅，甚至更优选94.0wt.％至99.6wt.％的硅，还更优选96.0wt.％至99.4wt.％的硅，还更优选98.0wt.％至99.2wt.％的硅且最优选99.0wt.％至99.1wt.％的硅。

3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，将所述硅阳极(6)预锂化以形成预锂化硅阳极(1)的步骤被执行以实现2％至80％，优选3％至60％，甚至更优选5％至40％，还更优选10...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种制造锂离子电池单元(12)的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锂存储材料包括90.0wt.％至100.0wt.％的硅，更优选92.0wt.％至99.8wt.％的硅，甚至更优选94.0wt.％至99.6wt.％的硅，还更优选96.0wt.％至99.4wt.％的硅，还更优选98.0wt.％至99.2wt.％的硅且最优选99.0wt.％至99.1wt.％的硅。

3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，将所述硅阳极(6)预锂化以形成预锂化硅阳极(1)的步骤被执行以实现2％至80％，优选3％至60％，甚至更优选5％至40％，还更优选10％至30％且最优选15％至20％的预锂化水平。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述硅阳极(6)包括锂存储材料层。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述锂存储材料包括在表面上具有纳米级结构和纳米级柱状形态的硅材料。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，将所述硅阳极(6)预锂化以形成预锂化硅阳极(1)的步骤选自以下方法之一：

7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述阴极选自以下项：碳/硫复合材料或空气电极，特别是碳基电极，其包括石墨碳以及可选地金属催化剂，诸如ir、ru、pt、ag或ag/pd；一氟化碳；cuo(氧化铜)；cr2o5；cr3o8；二硫化铁；li2m2sio4(m2＝mn、fe或co)、li2m2so4(m2＝mn、fe或co)、lim2so4mf(m2＝fe、mn或co)、li2-x(fe1-ymny)p2o7(0≤x≤1；0≤y≤1)、li3v2-xm1x(po4)3(m1＝cr、co、fe、mg、y、ti、nb或ce；0≤x≤1)；li4-xmxti5o12(m＝mg、al、ba、sr或ta；0≤x≤1)；licoo2；lifepo4(lfp)；limc1x mc21-xo2(mc1和mc2分别是fe、mn、ni、co、cr、ti、mg或al；0≤x≤1)；limc1xmc21-xpo4(mc1或mc2＝fe、mn、ni、co、cr或ti；0≤x≤1)；limc1xmc2ymc31-x-yo2(mc1、mc2和mc3分别是fe、mn、ni、co、cr、ti、mg或al；0≤x≤1；0≤y≤1，0≤x+y≤1)；limn2o4(lmo)；limn2-yxyo4(x＝cr、al或fe，0≤y≤1)；lini0.5mn1.5o4尖晶石；lini0.5-yxymn1.5o4(x＝fe、cr、zn、al、mg、ga、v或cu；0≤y<0.5)；lini0.8co0.15al0.05o2(nca)；linixmnycozo2(nmc，x+y+z＝1)，富li的li1+wnixmnycozo2(x+y+z+w＝1，0≤w≤0.25)；liv3o8；livpo4f；mno2；亚硫酰氯；v2o5；v6o1；xli2mno3·(1-x)lim1ym2 m31-y-zo2，其中m1、m2和m3分别是mn、ni、co、cr、fe或其混合物；并且其中x＝0.3-0.5；y≤0.5；z≤0.5。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述电解质包括选自以下项的锂盐：liasf6、li2so4、libf4、libr、licf3so3、licl、liclo4、lii、lino2、lino3、liscn、2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂(cas:761441-54-7)、(氟磺酰基)(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂(liftfsi)、双(氟磺酰基)酰亚胺锂(lifsi)；双(草酸根)硼酸锂(libob)、双(五氟乙磺酰基)...

【专利技术属性】
技术研发人员：堤杰斯·威廉·多柏林克，阿什利·库克，罗汉·希瓦拉，安二燮，李兆龙，汤玛斯·赫门伍德，
申请(专利权)人：莱顿瓶科技私人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：