[發明專利]用于鋰離子電池的使用微粒的硅-金屬混成陽極

有效

• 申請號: 201480043246.5
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN105684196B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 李文明;B·尹;安·顧
• 申請（專利權）人: 蘋果杰克199有限合伙公司
• 主分類號: H01M4/1395
• 分類號: H01M4/1395
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇;李有財

一種形成硅基混成陽極材料的系統及方法。硅基混成陽極材料包含具多個硅微粒及多個以選定比例與多個硅微粒混合的金屬微粒混合物。微粒混合物形成于厚度介于約2以及約15微米之間的硅混成陽極材料層內。

技術領域

本發明涉及電力存儲系統，具體地說，涉及用以制備鋰離子電池的方法及系統。

背景技術

在眾多的電力系統中，習知的鋰離子電池缺乏足夠的能量密度(W-hr/Kg)。舉例而言，習知鋰離子電池由于能量密度不足而限制了電動車在充放電之間的行駛距離。在目前的運輸工具中，電動車是重要的里程碑。電動車所擁有的能量經濟是傳統使用化石燃料且排放溫室氣體的引擎所無法望之向背者。

如上所述，目前業界亟需一種解決方案，并期望電力存儲具有較傳統鋰電電池更加優秀的能量密度。

發明內容

大致而言，本發明滿足了上述需求，并且提供了一種使用微粒作為電力存儲系統的電力存儲的解決方案。本發明可以透過不同方式來實現，包含：方法、裝置、系統、計算器可讀介質(computer readable media)或設備。以下描述本發明不同實施例。

本發明一實施例提供了一種形成硅混成陽極材料的系統及方法。硅混成陽極材料包含多個硅微粒以及多個以選定比例與所述多個硅微粒混合的金屬微粒的微粒混合物。所述微粒混合物形成于硅混成陽極材料層內，所述硅混成陽極材料層的厚度介于約2以及約15μm之間。

所述微粒混合物還可包含多個至少一黏合劑材料。所述微粒混合物可被加熱而所述多個至少一黏合劑材料實質上被蒸發掉。所述微粒混合物可被退火。

所述多個硅微粒的尺寸大小可介于約1微米以及約20微米之間。所述多個金屬微粒的尺寸大小可介于約1微米以及約30微米之間。所述多個硅微粒的尺寸大小實質上可與所述多個金屬微粒的尺寸大小相同。

所述微粒混合物的所述選定比例包含約10％至約40％重量百分比的硅微粒以及約90％至約60％重量百分比的金屬微粒。所述黏合劑的重量占所述微粒混合物的約5％至約10％重量百分比。

至少一硅混成陽極材料層可被包含于電池內。所述電池可以是鋰離子電池。所述鋰離子電池還可包含含鋰電解質、多個分隔材料被包含于所述含鋰電解質內及設置于所述電解質相反于所述至少一硅混成陽極材料層的一側的陰極。

本發明另一實施例提供了一種形成硅混成陽極材料的方法。所述方法包含形成多個硅微粒、形成多個金屬微粒、以選定比例混合所述多個硅微粒與所述多個金屬微粒以形成微粒混合物以及將所述微粒混合物形成于硅混成陽極材料層，其中所述硅混成陽極材料層的厚度介于約2以及約15μm之間。

以下透過更具體的描述、圖式以示范與解釋本發明之原理及優點。

附圖說明

以下透過更具體的描述及圖式以更清楚的理解本發明。

圖1是根據本發明實施例的包含硅基微粒混成陽極材料的鋰離子電池的簡示圖。

圖2是根據本發明實施例的微波誘導分解反應室系統的簡示圖。

圖3是根據本發明實施例的形成硅微粒的操作方法的流程圖。

圖4是根據本發明實施例的形成軟金屬微粒的操作方法的流程圖。

圖5是根據本發明實施例的透過熱蒸發形成軟金屬微粒的另一操作方法的流程圖。

圖6是根據本發明實施例包含硅混成陽極材料的鋰離子電池的形成方法的流程圖。

圖7是根據本發明實施例的混合系統的簡示圖。

圖8是根據本發明實施例的退火室系統的簡示圖。

圖9是根據本發明實施例的鋰離子電池的比例關系圖。