[发明专利]电动交通工具用电池单元中的预锂化阳极

权利要求书

1.一种为电动交通工具提供动力的装置，其包括：

放置在电动交通工具内为电动交通工具提供动力的电池组；以及

设置在电池组中的电池单元，所述电池单元具有壳体，在所述电池单元的所述壳体内限定空腔，所述电池单元具有：

具有第一侧和第二侧的电解质，所述电解质在所述第一侧和所述第二侧之间传输离子，所述电解质设置在所述空腔中；

沿所述电解质的所述第一侧放置在所述空腔中的阴极，所述阴极电耦合到正极端子，所述阴极具有正电极容量；以及

沿所述电解质的所述第二侧放置在所述空腔中的阳极，所述阳极具有硅碳结构，在电池单元的初始充电循环前，硅碳结构掺杂锂材料，所述阳极的负电极容量比所述阴极的正电极容量大20-50％，所述阳极电耦合到负极端子。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述阳极的所述硅碳结构掺杂有总量在3-50％之间的所述锂材料以降低所述阳极的所述硅碳结构和所述电解质的所述第二侧之间的寄生反应。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述阳极的所述硅碳结构具有多个开口，以在操作所述电池单元的同时容纳所述硅碳结构中的硅材料的体积膨胀。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述硅碳结构的电极密度小于1.3g/cm³，以容纳所述硅碳结构中硅材料的体积膨胀。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述阳极的所述硅碳结构具有范围在15mAh/g到1250mAh/g之间的锂材料含量充电容量。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述阳极的所述硅碳结构的厚度在1μm到50μm之间。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电池单元的充电率限制在3C到4C之间。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述阳极的所述硅碳结构具有外表面，所述硅碳结构的所述外表面的至少一部分与所述电解质的所述第二侧接触。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

在所述电动交通工具中操作所述电池单元的同时，所述阳极的所述硅碳结构通过所述电解质接收来自所述阴极的附加锂材料。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电池单元的所述阴极包括锂材料，在所述电动交通工具中操作所述电池单元的同时，所述锂材料通过所述电解质传送到所述阳极。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

安装在所述电动交通工具内的所述电池组为所述电动交通工具的一个或多个组件提供动力。

12.一种提供电池单元为电动交通工具提供动力的方法，其包括：

将电池组放置在电动交通工具内以为电动交通工具提供动力；

在所述电池组中设置具有壳体的电池单元，所述壳体在所述电池单元的所述壳体中限定空腔；

在所述电池单元的所述空腔中设置电解质，所述电解质具有第一侧和第二侧以在所述第一侧和所述第二侧之间传送离子；

将电耦合到正极端子的阴极沿所述电解质的所述第一侧放置在空腔中，所述阴极具有正电极容量；以及

将具有硅碳结构的阳极沿所述电解质的所述第二侧放置在空腔中，在所述电池单元的初始充电循环前，所述硅碳结构掺杂锂材料，所述阳极的负电极容量比阴极的正电极容量大20-50％，所述阳极电耦合到负极端子。

13.根据权利要求12所述的方法，其包括：

将所述阳极的所述硅碳结构掺杂总量在3-50％之间的所述锂材料以降低所述阳极的所述硅碳结构和所述电解质的所述第二侧之间的寄生反应。