[发明专利]硅碳复合粉末活性材料

说明书

用于产生硅碳复合粉末的系统和方法，所述硅碳复合粉末具有较厚的活性材料硅碳复合膜或碳复合电极的电特性，并且可以包括阴极、电解质和阳极，其中所述电极可以包含硅碳复合粉末。

相关申请的交叉引用/援引并入

本申请要求于2019年11月8日提交的第16/679,140号美国专利申请的优先权，所述美国专利申请通过援引据此并入。

技术领域

本公开内容的方面涉及能量产生和存储。更具体地，本公开内容的某些实施方案涉及用于产生具有较厚的活性材料硅碳复合膜或碳复合电极的电特性的硅碳复合粉末的方法和系统。

背景技术

用于电池阳极的常规方法可能是昂贵的、笨重的和/或低效的，例如，它们可能实施起来复杂和/或耗时，并且可能限制电池使用寿命。

通过将这种系统与如本申请的其余部分中参考附图所阐述的本公开内容的一些方面进行比较，常规和传统方法的其它限制和缺点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

发明内容

用于提供微米级尺寸的硅碳复合粉末的系统和/或方法，包含硅碳复合粉末的电池和包含硅碳复合粉末的电极，大体上如至少一个图所示和/或如关于至少一个图所述，如权利要求中更完整地阐述。

根据以下描述和附图，将更全面地理解本公开内容的这些和其它优点、方面和新特征，以及其所示实施方案的细节。

附图说明

图1是根据本公开内容的示例性实施方案的经由硅颗粒尺寸配置阳极膨胀的电池的图。

图2例示出根据本公开内容的示例性实施方案的锂化期间的阳极膨胀。

图3A至图3C例示出根据本公开内容的示例性实施方案的电极活性材料。图3A描绘了典型的硅占主导的硅碳活性材料膜。图3B描绘了根据本公开内容的硅碳复合粉末的示例性实施方案。图3C描绘了根据本公开内容的示例性实施方案的将如本文所述的硅碳复合粉末结合到用于产生电极活性材料的在线方法中的示例性实施方案。图3D是用于制备硅碳复合粉末的方法的流程图的示例性实施方案

图4是根据本公开内容的示例性实施方案的进一步加工硅碳复合粉末用于直接涂覆电极的方法的流程图。

图5是根据本公开内容的示例性实施方案的进一步加工硅碳复合粉末用于电极层压的另一个替代方法的流程图。

具体实施方式

图1是根据本公开内容的示例性实施方案的包含硅碳复合粉末的电池的图。参考图1，示出了电池100，所述电池100包括夹置在阳极101与阴极105之间的隔板103，以及集流器107A和107B。还示出了联接至电池100的负载109，例示出当电池100处于放电模式时的情况。在本公开内容中，术语“电池”可以用于指示单个电化学电池，形成为模块的多个电化学电池和/或形成为组件的多个模块。

便携式电子装置的发展和运输的电气化驱动了对高性能电化学能量存储的需求。相对于其它可充电电池化学品，小规模(100Wh)至大规模(10KWh)装置由于锂离子(Li离子)电池的高性能而主要使用锂离子电池。

阳极101和阴极105，连同集流器107A和107B，可以包括电极，所述电极可以包括在电解质材料内或容纳电解质材料的板或膜，其中板可以提供用于容纳电解质的物理屏障以及与外部结构的导电接触。在其它实施方案中，阳极/阴极板浸没在电解质中，同时外壳提供电解质容纳。阳极101和阴极电联接至集流器107A和107B，集流器107A和107B包含金属或其它导电材料用于提供与电极的电接触以及在形成电极时对活性材料的物理支撑。