硅阳极电池的制作方法

技术特征：
1.一种电池，包括：锂阴极；硅阳极，其包括硅颗粒，当所述硅颗粒完全锂化时，所述硅颗粒具有至多约15％的外部体积膨胀；隔板，其在所述硅阳极和所述锂阴极之间；以及电解质，其被配置为在所述锂阴极和所述硅阳极之间传导离子。2.根据权利要求1所述的电池，其中所述硅颗粒包括至少约100m2/g的内表面积和至多约25m2/g的外表面积。3.根据权利要求2所述的电池，其中所述硅颗粒包覆有碳质材料，其中包覆的硅颗粒的表面积在约1m2/g和20m2/g之间。4.根据权利要求3所述的电池，其中所述碳质材料包括至少90％的石墨。5.根据权利要求3所述的电池，其中包覆层厚度在约1nm和10nm之间。6.根据权利要求1所述的电池，其中所述硅颗粒包括在约1微米-10微米之间的尺寸。7.根据权利要求7所述的电池，其中所述硅颗粒包括熔合在一起的尺寸在约2纳米-100纳米之间的初级颗粒。8.根据权利要求1所述的电池，其中所述硅颗粒的组成为约2％-10％的碳、约1％-5％的氧以及约85％-97％的硅。9.根据权利要求1所述的电池，其中所述电解质包括以下项中的至少一种：在氟代碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯的约1:1的混合物中的lipf6；在碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和碳酸亚乙烯酯的约1:1:0.01的混合物中的lipf6；在碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯的约1:1的混合物中的lipf6；在碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸亚乙烯酯的约1:1:0.015的混合物中的lipf6；在碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸亚乙烯酯的约1:1:1:0.02的混合物中的lipf6；在dec和氟代碳酸亚乙酯的约1:1的混合物中的lipf6；或在碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的约1:1的混合物中的lipf6。10.根据权利要求1所述的电池，其中所述锂阴极包括锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂锰氧化物、磷酸铁锂或锂钴氧化物中的至少一种。11.一种电池，包括：锂阴极；硅阳极，其中所述硅阳极的容量在所述锂阴极的容量的约1.05倍和1.5倍之间；隔板，其在所述硅阳极和所述锂阴极之间；电解质，其与所述锂阴极和所述硅阳极接触；以及外壳，其围绕所述硅阳极、所述锂阴极和所述隔板。12.根据权利要求11所述的电池，其中所述硅阳极包括约20％的锂化的硅和约80％的非锂化的硅。13.根据权利要求11所述的电池，其中所述硅阳极包括外表面积在约5m2/g-20m2/g之间并且内表面积大于约50m2/g的硅颗粒。14.根据权利要求13所述的电池，其中所述硅颗粒由硅灰制造。
15.根据权利要求13所述的电池，其中所述硅颗粒包括碳质包覆层，其中不含所述碳质包覆层的所述硅颗粒的所述外表面积在约10m2/g-30m2/g之间。16.根据权利要求11所述的电池，其中所述硅阳极的组成为在约70％和约85％之间的硅以及在约15％和约30％之间的碳。17.根据权利要求11所述的电池，其中所述电解质包括固体凝胶电解质、聚合物电解质或陶瓷电解质中的至少一种。18.根据权利要求11所述的电池，其中所述外壳包括袋，其中所述袋使用塑料焊缝和金属焊缝密封，其中所述塑料焊缝距离所述锂阴极或所述硅阳极至多约5mm。19.根据权利要求11所述的电池，其中在所述硅阳极上形成聚合物固体电解质界面层，其中所述聚合物固体电解质界面层包括乙基碳酸锂、甲基碳酸锂、亚乙基二碳酸锂、亚丙基二碳酸锂或其组合。20.根据权利要求11所述的电池，其中所述锂阴极包括锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂锰氧化物、磷酸铁锂或锂钴氧化物中的至少一种。21.根据权利要求11所述的电池，其中所述电解质包括以下项中的至少一种：在氟代碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯的约1:1的混合物中的lipf6；在碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯和碳酸亚乙烯酯的约1:1:0.01的混合物中的lipf6；在碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯的约1:1的混合物中的lipf6；在碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸亚乙烯酯的约1:1:0.015的混合物中的lipf6；在碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸亚乙烯酯的约1:1:1:0.02的混合物中的lipf6；在dec和氟代碳酸亚乙酯的约1:1的混合物中的lipf6；或在碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的约1:1的混合物中的lipf6。22.根据权利要求11所述的电池，其中所述电池的容量在500次循环之后降低至多80％。

技术总结
电池可以包括锂阴极、硅阳极、在锂阴极和硅阳极之间的隔板，以及电解质。硅阳极可以包括硅颗粒，当硅颗粒被完全锂化时，该硅颗粒具有至多约15％的外部体积膨胀。硅阳极的容量可以在锂阴极的容量的约1.05倍和1.5倍之间。以在锂阴极的容量的约1.05倍和1.5倍之间。以在锂阴极的容量的约1.05倍和1.5倍之间。


技术研发人员：罗伯特
受保护的技术使用者：约诺贝尔公司
技术研发日：2022.02.15
技术公布日：2023/10/15