[发明专利]形成电化学电池的方法

说明书

描述了形成电化学电池的方法。在一些实施方案中，所述方法可以包括提供电化学电池，所述电化学电池具有含有至少约20重量％至约99重量％的硅的电极。所述方法可以包括在大于约1C下对所述电化学电池提供化成充电电流。替代地或额外地，所述方法可以包括在基本上恒定的充电电压下对所述电化学电池提供化成充电电流。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月31日提交的第15/994,957号美国申请的优先权的权益，其要求于2017年12月7日提交的第62/596,069号美国临时申请的权益。以上援引的申请中的每一个的全部内容通过援引并入本文。

背景

发明领域

本公开内容涉及电极、电化学电池以及形成电极和电化学电池的方法。具体地，本公开内容涉及形成包括锂离子蓄电池的电化学电池的方法。

相关技术描述

锂离子蓄电池(battery)通常包括在阳极与阴极之间的分隔物和/或电解质。在一类蓄电池中，分隔物、阴极和阳极材料分别形成片或膜。将阴极、分隔物和阳极的片顺序地堆叠或轧制，使分隔物将阴极与阳极(例如，电极)分隔，以形成蓄电池。为了使阴极、分隔物和阳极被轧制，每个片必须是足够可变形的或柔性的，以便被轧制而不会失效，例如破裂、破碎、机械失效等。典型的电极包括在导电金属(例如，铝和铜)上的电化学活性材料层。例如，碳可以连同非活性粘合剂材料一起沉积在集流器上。碳是常用的，因为碳具有优异的电化学性质并且还是导电的。可以将电极轧制或切割成块，然后将其层叠为堆叠体。堆叠以具有交替的电化学活性材料以及在它们之间的分隔物。

发明内容

在某些实施方案中，提供了形成电化学电池的方法。方法可以包括提供具有1C的额定容量的电化学电池，以及在大于约1C下对电池提供化成充电电流(formation chargecurrent)。电化学电池可以包括第一电极和第二电极。至少第一电极可以包含至少约20重量％至约99重量％的硅。电化学电池还可以包括在第一电极与第二电极之间的分隔物。电化学电池可以包括与第一电极、第二电极和分隔物接触的电解质。

在一些实施方案中，可以在大于约2C下提供化成充电电流。在一些实施方案中，可以在小于或等于约20C下提供化成充电电流。在一些实施方案中，化成充电电流可以提供约3分钟至约60分钟。在一些实施方案中，提供化成充电电流可以包括充电至部分化成。例如，充电至部分化成可以包括充电至电化学电池的总容量的约10％至约90％、充电至电化学电池的总容量的约20％至约70％，或充电至电化学电池的总容量的约30％至约50％。

在一些实施方案中，提供化成充电电流可以包括提供基本上恒定的化成充电电流。在一些实施方案中，提供化成充电电流可以包括在约3伏特至约6伏特的充电电压下提供化成充电电流。电化学电池可以是锂离子蓄电池，并且提供化成充电电流可以包括在基本上没有锂电镀的情况下提供化成充电电流。

在一些实施方案中，第一电极可以是阳极。第一电极可以包括硅占主导的电极。例如，第一电极可以包含约30重量％至约99重量％、约40重量％至约99重量％、约50重量％至约99重量％、约60重量％至约99重量％、约70重量％至约99重量％或约80重量％至约99重量％的硅。在一些情况下，第一电极还可以包含石墨。

在某些实施方案中，提供了形成电化学电池的方法。方法可以包括提供具有1C的额定容量的电化学电池，以及在基本上恒定的充电电压下对电化学电池提供初始化成充电电流。电化学电池可以包括第一电极和第二电极。至少第一电极可以包含至少约20重量％至约99重量％的硅。电化学电池还可以包括在第一电极与第二电极之间的分隔物。电化学电池可以包括与第一电极、第二电极和分隔物接触的电解质。