電解質(zhì)與電解質(zhì)的使用方法
【專利摘要】在一種用于增強硅基負(fù)電極性能的方法的一個實例中，硅基負(fù)極在一種包括鋰鹽(溶解于二甲氧基乙烷(DME)和氟代碳酸亞乙酯(FEC)的溶劑混合物)的電解質(zhì)中預(yù)鋰化。DME和FEC存在的體積比的范圍為10比1至1比10。預(yù)鋰化在負(fù)極的暴露表面上形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面層。
【專利說明】電解質(zhì)與電解質(zhì)的使用方法
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求提交于2014年2月18目的美國臨時專利申請序列號61/941,068的權(quán) 益，其以引用的方式全文并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 二次或可充電鋰硫電池或鋰離子電池經(jīng)常用在許多固定和便攜式設(shè)備中，如在消 費電子、汽車和航空航天工業(yè)中遇到的一些設(shè)備。鋰類電池的普及有諸多原因，包括相對高 的能量密度、相比于其它類型可再充電電池通常不會出現(xiàn)任何記憶效應(yīng)、相對低的內(nèi)部電 阻，以及不使用時低的自放電率。鋰電池在其壽命周期內(nèi)可經(jīng)受反復(fù)功率循環(huán)的能力，使其 成為有吸引力而可靠的電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一種用于增強硅基負(fù)電極性能的方法的一個實例中，硅基負(fù)極在一種包括鋰鹽 (溶解于二甲氧基乙烷(DME)和氟代碳酸亞乙酯(FEC)的溶劑混合物）的電解質(zhì)中預(yù)鋰化。 DME和FEC存在的體積比的范圍為10比1至1比10。預(yù)鋰化在硅基負(fù)極的暴露表面上形成穩(wěn)定 的固體電解質(zhì)界面層。
【附圖說明】
[0005] 通過參考下面的【具體實施方式】和附圖，本發(fā)明實例的特征和優(yōu)點將變得顯而易 見，其中類似的參考標(biāo)號對應(yīng)于類似的，但也許不盡相同的組件。為簡便起見，具有先前描 述功能的附圖標(biāo)記或特征可能也可能不結(jié)合其出現(xiàn)的其它附圖進(jìn)行描述。
[0006] 圖1是示出了充電和放電狀態(tài)的硅硫電池某一實例的示意性透視圖，其中電池包 括根據(jù)本發(fā)明一個實例的電解質(zhì)；
[0007] 圖2是示出了放電狀態(tài)的鋰離子電池某一實例的示意性透視圖，其中電池包括本 文所公開的預(yù)鋰化負(fù)極的一個實例；
[0008] 圖3的曲線圖示出了容量(mAh/gs，左偵吖軸標(biāo)為"C"）相對于循環(huán)數(shù)(X軸標(biāo)為"#"） 和庫侖效率（％，右側(cè)Y軸標(biāo)為）相對于循環(huán)數(shù)(X軸標(biāo)為"#"）的關(guān)系，用于比較帶有本文 所公開示例性預(yù)鋰化負(fù)極的一種示例性硅硫電池，和帶有對比性預(yù)鋰化負(fù)極的一種對比例 硅硫電池；以及
[0009] 圖4的曲線圖示出了基于硫的比容量(mAh/g，左側(cè)Y軸標(biāo)為"Yf)相對于循環(huán)數(shù)(X 軸標(biāo)為"#"）和庫侖效率（％，右側(cè)Y軸標(biāo)為"Y 2"）相對于循環(huán)數(shù)(X軸標(biāo)為"#"）的關(guān)系，用于比 較帶有電解質(zhì)(含有本文所公開的鋰鹽添加劑)實例的一種示例性硅硫電池，和帶有未修飾 電解質(zhì)（即，無鋰鹽添加劑）的一種對比例硅硫電池。
【具體實施方式】
[0010] 鋰硫和鋰離子電池通常通過在負(fù)極(有時稱為陽極）和正極(有時稱為陰極)之間 可逆地傳遞鋰離子而運行。正負(fù)極位于多孔聚合物隔板的相對側(cè)，該隔板浸漬在適用于傳 導(dǎo)鋰離子的電解質(zhì)溶液中。電極中的每一個還與各自的集流器相關(guān)聯(lián)，其由允許電流穿過 正負(fù)極之間的可中斷外部電路連接。鋰硫電池或鋰離子電池使用的負(fù)極活性物質(zhì)的實例包 括硅或硅合金。當(dāng)鋰硫電池包括硅或硅合金作為活性物質(zhì)時，電池可稱為硅硫電池或硅 (鋰)硫電池。
[0011] 硅或硅合金可以是用于鋰硫或鋰離子電池負(fù)極的理想材料，至少部分地因為其高 理論容量(例如，4200mAh/g)。此外，固體電解質(zhì)中間相(SEI)層可在硅基負(fù)極的暴露表面上 形成，并且該層可以按所需影響電池性能。通常，SEI層形成于：i)電解質(zhì)組分暴露于低電壓 電位時分解，和ii)在硅基負(fù)極的暴露表面上沉積的電解液分解產(chǎn)物。理想的是，SEI層在受 控的環(huán)境中形成，從而獲得具有所需厚度的電絕緣層。理論上說，SEI覆蓋著負(fù)極表面并阻 止電子從負(fù)極擴散出去，否則會不可避免地通過電化學(xué)還原消耗電解質(zhì)。此外，該SEI層可 以賦予電解質(zhì)動力學(xué)穩(wěn)定性以抵抗后續(xù)循環(huán)內(nèi)進(jìn)一步減少。SEI還通常是離子導(dǎo)電的，因此 允許鋰離子穿過該層移動?？傮w而言，SEI應(yīng)有助于電池的良好循環(huán)。
[0012] 雖然硅和硅合金具有較高理論容量的優(yōu)點，但使用硅或硅合金也可能導(dǎo)致電池有 較差的壽命周期。例如，娃和娃合金可能在電池的充電/放電過程中表現(xiàn)出較大的體積膨脹 和收縮。極端的體積膨脹和收縮可導(dǎo)致負(fù)極材料斷裂、燒爆，或以其它方式機械降低，這會 導(dǎo)致電接觸喪失和壽命循環(huán)差。此外，硅或硅合金的極端體積膨脹和收縮也可能損壞不穩(wěn) 定的SEI層并暴露下層硅/硅合金的一部分到另外的電解質(zhì)中。這可以引起電解質(zhì)在露出部 分進(jìn)一步的分解，從而導(dǎo)致另外SEI層的形成。SEI層的連續(xù)斷裂和形成可能不可逆地將鋰 困在SEI層中，可能消耗電解質(zhì)，和/或不希望地增厚SEI層。
[0013] 本文所公開的電解質(zhì)實例可被用于預(yù)鋰化硅基負(fù)極并在其表面上形成穩(wěn)定的SEI 層。"穩(wěn)定的"是指當(dāng)所形成的SEI層在硅硫電池的放電過程中暴露于硫基正極產(chǎn)生的迀移、 擴散或穿梭多硫化鋰中間體(LiS x，其中x為2<x<8)。
[0014] 本文所公開的電解質(zhì)另一實例可以在硅硫電池的循環(huán)期間使用。此電解質(zhì)包括添 加劑，可以在電池運行期間進(jìn)一步有助于SEI層的穩(wěn)定性。
[0015] 如上所述，本文所公開的一種電解質(zhì)是預(yù)鋰化電解質(zhì)，用于預(yù)鋰化硅基負(fù)極（圖1 中標(biāo)號12)的一個實例并在硅基負(fù)極12的暴露表面上形成SEI層（圖1和圖2中標(biāo)號19)。本文 所公開的預(yù)鋰化電解質(zhì)溶液可以與硅基負(fù)極12-起被容納在預(yù)鋰化盒中。如將在下面進(jìn)一 步詳細(xì)描述的，預(yù)鋰化增加了活性Li+到硅基負(fù)極12中，并使其適用于鋰基電池。
[0016]現(xiàn)在將說明預(yù)鋰化電解質(zhì)和用于形成和預(yù)鋰化硅基負(fù)極12的過程。圖1將在整個 討論中被引用。
[0017] 預(yù)鋰化電解質(zhì)包含鋰鹽。舉例說明，鋰鹽可以是LiPF6、LiAlCl4、LiI、LiBr、LiSCN、 LiB(C6H5)4、LiAsF6、LiCF3S〇3、LiPF4(C2〇4)(LiFOP)、LiN〇3、LiBF4、LiCl〇4、LiN(CF 3S〇2)2 (LiTFSI)^LiB(C2〇4)2(LiBOB)^LiBF2(C2〇4)(LiODFB)^LiN(FS〇2)2(LiFSI)^LiPF 3(C2Fs)3 (LiFAP)、LiPF4(CF3)2、LiPF3(CF3) 3等。在一個實例中，預(yù)鋰化電解質(zhì)中的鋰鹽是lMLiPF6。 [0018]鋰鹽溶解于二甲氧基乙烷(DME)和氟代碳酸亞乙酯(FEC)的溶劑混合物。溶劑的體 積與體積比（DME比FEC)為10比1至1比10。在一個實例中，DME與FEC的體積比為3比1。已發(fā) 現(xiàn)，在預(yù)鋰化過程中使用FEC作為共溶劑在硅基負(fù)極12的暴露表面(一個或多個)上形成了 所需的SEI層19。該FEC是活性的，容易在預(yù)鋰化過程中分解以形成SEI層19。
[0019] 在預(yù)鋰化硅基負(fù)極12之前，電極12被購買或制造。在一個實例中，電極12的制造包 括將硅或硅合金、導(dǎo)電碳和粘合劑，以一定比例分散到有機溶劑或水中。該分散體可以混合 以得到均勻的溶液。然后將溶液可以刮刀涂覆(或沉積)在銅或其它合適的負(fù)側(cè)集流器上。
[0020] 硅基負(fù)極12包括可以充分地經(jīng)受鋰合金化并嵌入銅或另一種合適集流器的任何 硅基鋰基質(zhì)材料（即活性物質(zhì)），作為負(fù)端子12a起作用。硅活性物質(zhì)的實例包括結(jié)晶硅、無 定形娃、氧化娃（SiO x)、娃合金(例如，娃錫）等。娃活性物質(zhì)可以是納米尺寸到微米尺寸范 圍的粉末、顆粒等形式。
[0021] 硅基負(fù)極12也可以包括前面提到的聚合物粘合劑材料，以便在結(jié)構(gòu)上將硅活性物 質(zhì)保持在一起。示例性粘合劑包括聚偏二氟乙烯(PVdF)、乙丙二烯單體(EPDM)橡膠、羧甲基 纖維素(CMC)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、苯乙烯-丁二烯橡膠羧甲基纖維素（SBR-CMC)、聚 丙烯酸(PAA)、交聯(lián)聚丙烯酸-聚乙烯亞胺、聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化銨）、聚環(huán) 氧乙烷(PE0)、聚酰亞胺(PI)。其它合適的粘合劑包括聚乙烯醇(PVA)、藻酸鈉或其它水溶性 粘合劑。
[0022] 另外，硅基負(fù)極12也可以包括前面提到的導(dǎo)電性碳材料。導(dǎo)電性碳可以是高表面 積碳，如乙炔黑（即，炭黑），其被包括在內(nèi)是為了確保硅活性物質(zhì)與例如，負(fù)側(cè)集流器（圖1 中標(biāo)號12A)之間的電子傳導(dǎo)。可以單獨使用或與碳黑組合使用的合適導(dǎo)電填料的其它實 例，包括石墨烯、石墨、碳納米管，和/或碳納米纖維。導(dǎo)電填料組合的具體實例是炭黑和碳 納米纖維。
[0023] 硅基負(fù)極12可包括重量百分比大約40%至90% (即，90wt%)的硅活性物質(zhì)。負(fù)極 12可包括重量百分比大約0%至30%的導(dǎo)電性填料。另外，負(fù)極12可包括重量百分比大約 0 %至20 %聚合物粘合劑。在一個實施例中，硅基負(fù)極12包括大約70wt %硅活性物質(zhì)，大約 15 w t %導(dǎo)電性碳材料以及15 w t %的聚合物粘合劑材料。如上文簡單描述，這些材料的分散 體所形成的溶液可以制成并硅基負(fù)側(cè)集流器(例如，銅)并進(jìn)行干燥形成硅基負(fù)極12。
[0024]硅基負(fù)極12可以采用鋰硅半電池方法進(jìn)行預(yù)鋰化。更具體地說，采用硅基負(fù)極12 組裝鋰硅半電池，并浸泡在上文所述的預(yù)鋰化電解質(zhì)中。電壓電位施加于該半電池，使得預(yù) 鋰化電極中的FEC分解。該分解產(chǎn)物在硅基負(fù)極12的暴露表面上沉積形成SEI層19。該分解 產(chǎn)物可以是LiF，Li 2C03，LixPFy0z，F(xiàn)取代碳酸鋰-碳酸二酯(F-LEDC)，不飽和聚烯烴等。電壓 電位施加一段時間形成SEI層19。電壓電位施加時間可以從大約1小時至大約100小時。在一 個實例中，電壓電位施加大約20小時。在一個實例中，當(dāng)采用高電流時候，曝光時間可以更 短一點。類似地，當(dāng)采用低電流時候，曝光時間可以更長一點。SEI層19厚度可以為大約10nm 或更小。
[0025]在另一個實例中，硅基負(fù)極12可以通過具有上述所述位于之間的預(yù)鋰化電解質(zhì)的 短路鋰硅進(jìn)行預(yù)鋰化處理。這一點可在大約1小時至大約24小時的時間段實現(xiàn)。
[0026] 在預(yù)鋰化期間，鋰離子從鋰硅半電池的鋰金屬溶解(或脫除或除去)并通過與預(yù)鋰 化電解質(zhì)（可傳到鋰離子)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)與硅進(jìn)行合金化。鋰離子可以與硅基活性物質(zhì)合 金化，從而鋰化該硅基負(fù)極12。
[0027]當(dāng)預(yù)鋰化完成時，可以對具有形成在上面的SEI層19的鋰化硅基負(fù)極12進(jìn)行漂洗 以去除任何預(yù)鋰化電解質(zhì)，然后可以在鋰離子電池30或硅硫電池10中使用。
[0028]當(dāng)在鋰硫電池或硅硫電池10中使用時，本文所述的鋰化硅基負(fù)極12可以與正極14 配對，該正極14通過任何硫基活性物質(zhì)形成能，可以與鋁進(jìn)行充分鋰合金化以及脫合金，或 其他適用的集流器，作為電池10的正極端子。在一個實例中，硫基活性物質(zhì)可以為硫碳復(fù)合 物。在一個實例中，在正極14中硫碳重量比為從1:9至1:8。
[0029]該正極14還可包括將硫基活性物質(zhì)在結(jié)構(gòu)上保持在一起的聚合物粘合劑材料。該 聚合物粘合劑材料可由聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚環(huán)氧乙烷(PE0)、乙丙二烯單體(EPDM)橡 膠、羧甲基纖維素（CMC)、苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR)、苯乙烯-丁二烯橡膠羧甲基纖維素 (SBR-CMC)、聚丙烯酸(PAA)、交聯(lián)聚丙烯酸-聚乙烯亞胺、聚酰亞胺、胡聚乙烯醇(PVA)、藻酸 鈉，或其他水溶性粘合劑中的至少一種制成。
[0030] 進(jìn)一步地，正極14可包括導(dǎo)電性碳材料。在一個實例中，導(dǎo)電性碳材料為高表面積 碳，例如乙炔黑（即，碳黑)或活性碳。其他可以單獨使用或與碳黑一起使用的適合的導(dǎo)電填 料的實例，包括石墨烯、石墨、碳納米管和/或碳納米纖維。導(dǎo)電填料組合的一個具體實例為 碳黑和碳納米纖維。
[0031] 正極14可包括重量百分比大約40 %至90 % (即，90wt %)的硫基活性物質(zhì)。正極14 可包括重量百分比大約0%至30%的導(dǎo)電性填料。另外，正極14可包括重量百分比大約0% 至20 %的聚合物粘合劑。在一個實例中，正極14包括大約80wt %硫基活性物質(zhì)，大約10wt % 導(dǎo)電性碳材料以及1 〇wt %的聚合物粘合劑材料。
[0032] 硅硫電池10將在這里較詳細(xì)討論。如圖1所示，硅硫電池10包括正側(cè)集流器14a以 及定位成分別與正極14和硅基負(fù)極12接觸以從外部電路24處收集自由電子并從外部電路 24處移除自由電子的上述負(fù)側(cè)集流器12a。正側(cè)集流器14a可以采用鋁或任何其他適用導(dǎo)電 性材料制成。負(fù)側(cè)集流器12a可以采用銅或任何其他適用導(dǎo)電性材料制成。
[0033] 應(yīng)該理解的是，硅硫電池10可以包括具有形成在其上面的SEI層19的預(yù)鋰化硅基 負(fù)極12。
[0034]其次，如圖1所示，硅硫電池10包括預(yù)鋰化硅基負(fù)極12(具有形成在其上面的SEI層 19)以及通過多孔分割薄片16分隔開的硫基正極14。
[0035]該多孔分割薄片16可由例如聚烯烴制成。聚烯烴可以是一種均聚物(衍生自單一 單體成分)或者雜聚物(衍生自多于一種單體成分），并且可以是直線的或者分支的。如果采 用衍生自兩種單體成分的雜聚物，該聚烯烴可以假設(shè)任何共聚物鏈布局，包括那些嵌段共 聚物或無規(guī)共聚物。如果所述聚烯烴為衍生自超過兩種單體成分的雜聚物，情況也是如此。 例如，聚烯烴可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、PE和PP的混合物、或者PE和/或PP的多分層結(jié) 構(gòu)多孔薄膜?？梢再徺I得到的多孔分割薄片16包括單層聚丙烯膜，例如來自Celgard，LLC (Charlotte，NC)的CELGARD2400和CELGARD2500。應(yīng)當(dāng)理解為多孔分割薄片16可以覆蓋或處 理，或未覆蓋或未處理。例如，多孔分割薄片16可被或不可被覆蓋或包括任何在其上面的表 面活性劑。
[0036]在其他實例中，該多孔分割薄片16由選自聚乙烯對苯二酸酯(PET)、聚偏二氟乙烯 (PVdF)、聚酰胺（尼龍）、聚氯基甲酸酯、聚碳酸酯、不飽和聚酯、聚醚醚酮（PEEK)、聚醚砜 (PES)、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺-酰亞胺、硅橡膠、聚甲醛(例如、縮醛）、聚對苯二酸丁二醇酯、 聚萘二甲酸乙二醇、聚丁烯、聚烯烴共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯共聚 物、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚氯乙烯（PVC)、聚硅氧烷共聚物（例如聚二甲基硅氧烷 (PDMS))、聚苯并咪唑(PBI)、聚苯并惡唑(PB0)、聚苯(例如、PARMAX?(貝圣路易斯，密西西比 州，密西西比聚合物技術(shù)有限公司）），聚芳醚酮，聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙 烯共聚物和三元聚合物、聚偏二氯乙烯、聚氟乙烯、液晶聚合物(例如、VECTRAN?(赫希斯特 股份公司、德國）以及ZENITE必(杜邦、威爾明頓））、芳族聚酸胺、聚苯醚、和/或其組合物 的另一種聚合物形成。通常認(rèn)為可以用于多孔分割薄片16的液晶聚合物的另一個實例為聚 (對-羥基苯甲酸）。在另一個實例中，多孔分割薄片16可以選自聚烯烴(例如PE和/或PP)和 一個或多個其他上述列出的聚合物的組合物。
[0037]該多孔分割薄片16可以為單層或者可以為多層的（例如，雙層，三層等)通過干法 或濕法層疊制造。例如，單層的聚烯烴和/或其他所列出的聚合物可組成整個分割薄片16。 作為另外一個實例，然而，多個相同或不同的聚烯烴及/或聚合物離散層可組裝成所述分割 薄片16。在一個實例中，一個或多個聚合物的離散層可以覆蓋在聚烯烴的離散層上形成所 述分割薄片16。另外，該聚烯烴(和/或其它聚合物)層，以及任何其他任選聚合物層可進(jìn)一 步包含于分割薄片16中作為纖維層以便于向所述分割薄片提供適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)和多孔特性。還 有其他合適的分離器16包括那些具有連接于其上的陶瓷層，以及那些具有聚合物基體（即， 有機-無機合成基體）中的陶瓷填料。在其他情況下，陶瓷膜，例如A1 2〇3，Si3N4，以及SiC，其 自己可以用作分割薄片16。
[0038]多孔分割薄片16用作電絕緣體(防止短路的發(fā)生），機械支承，以及阻擋件以防止 兩個電極12和14之間產(chǎn)生物理接觸。該多孔分割薄片16還確保鋰離子(通過Li+表示)通過 填充其孔的電解質(zhì)18。
[0039] 如圖1所示，每個硅基負(fù)極12(包括SEI層19)，正極14,以及多孔分割薄片16浸泡在 該電池電解質(zhì)18中。在本文所述的實例中，電池電解質(zhì)18(不要把該電解質(zhì)與前述的預(yù)鋰化 電解質(zhì)相混淆)包括雙三氟甲烷磺酰亞胺化鋰和/或LiPF6,二甲氧基乙烷(DME)和1，3_二氧 戊環(huán)(DI0X)的溶劑混合物，選自由LiBF 2(C2〇4)(LiODFB)，LiPF6,和/或LiB(C2〇4)2組成的鋰 鹽添加劑以及任選的LiN0 3。
[0040] 包括少量該鋰鹽添加劑，大約電解質(zhì)溶液的O.lwt %至大約10wt %。我們認(rèn)為少量 的本發(fā)明所述的鋰鹽添加劑可以有效提高電池循環(huán)性能以及庫侖效率。該鋰鹽添加劑可能 有助于形成穩(wěn)定的SEI層19。
[0041 ] 但可以理解的是在LiPF6存在于電池電解質(zhì)18中，電解質(zhì)溶液還包括用于穩(wěn)定 LiPF6的路易斯堿。合適的路易斯堿的實例包括二甲基乙酰胺(DMAc)和三丁基胺(TBA)。該 路易斯堿可以的量的范圍為約〇. lwt%至約5wt%。
[0042]本發(fā)明所述的電池電解質(zhì)18增強了硅硫全電池的性能。該電池電解質(zhì)18的一個特 定實例包括大約0.1M至大約0.5M的LiN03加上大約0.1M至大約1M的LiTFSI，以及二甲氧基 乙烷(DME): 1，3_二氧戊環(huán)(DIOX) (v: v= 10:1至1:10)中的大約0.1M至大約1M的LiPF6,以及 從大約0.1M至大約0.5M的LiODFB作為鋰鹽添加劑。該實例的電池電解質(zhì)18可以包括或不可 以包括痕量(從大約〇. lwt%至大約3wt% )的DMAc或TBA作為??5清除劑。該電解質(zhì)系統(tǒng)可有 效提尚所制備的娃硫全電池的庫侖效率，即使通常認(rèn)為娃硫全電池的庫侖效率可進(jìn)一步提 尚。
[0043] 硅硫電池10還包括連接正極14和負(fù)極12的外部中斷電路24。該硅硫電池10還可支 撐可操作地連接到外部電路24上的載荷裝置26。該載荷裝置26在硅硫電池10放電時接收來 自通過外部電路24的電流的電能供應(yīng)。雖然載荷裝置26可以為任意數(shù)量的已知電動裝置， 少量耗電載荷裝置的特定實例包括用于混合動力車輛或全電動車輛、便攜式電腦、蜂窩式 電話以及無繩電動工具的電動機。而該載荷裝置26還可以是對硅硫電池10充電用于儲能的 發(fā)電設(shè)備。例如，風(fēng)車和太陽能電池板可變和/或間歇性發(fā)電的趨勢經(jīng)常會導(dǎo)致需要儲存多 余能量，以供以后使用。
[0044] 硅硫電池10可包括寬范圍的其它部件，這些部件盡管在本文未示出，但仍然是技 術(shù)人員已知的。例如，硅硫電池10可包括殼體、墊圈、端子、插片，以及可以位于正極14與硅 基負(fù)極12之間或周圍，用于性能相關(guān)或其他實用目的的任何其它所需部件或材料。此外，硅 硫電池10的大小和形狀，以及其主要部件的設(shè)計和化學(xué)組成，可以根據(jù)為其設(shè)計的特定應(yīng) 用而變化。例如，舉兩個實例：電池供電的汽車和手持消費電子設(shè)備，二者的硅硫電池10將 最有可能被設(shè)計為不同的尺寸、容量和功率輸出規(guī)格。硅硫電池10也可以與其它類似的硅 硫電池10串聯(lián)和/或并聯(lián)，以廣生更大的電壓輸出和電流(并聯(lián)排列時）或電壓（串聯(lián)排列 時），如果載荷裝置26這樣要求的話。
[0045] 硅硫電池10能在電池放電過程(示于圖1中標(biāo)號20)中產(chǎn)生有用的電流。在放電過 程中，電池10中的化學(xué)過程包括:鋰(Li + )從負(fù)極12溶解，鋰陽離子結(jié)合到正極14中的堿金 屬多硫化物鹽（即Li2Sn，如1^23 8、1^236、1^234、1^23 2和1^23)。這樣，在電池10放電時，多硫化 物在正極14內(nèi)按順序形成(硫被還原）。正極14和負(fù)極12之間的化學(xué)電位差（范圍為約1.5至 3.0伏，取決于電極12,14的確切化學(xué)組成)驅(qū)動負(fù)極12上的鋰溶解產(chǎn)生的電子穿過外部電 路24朝向正極14移動。穿過外部電路24的所得電流可以被管理并指示穿過載荷裝置26,直 到負(fù)極12中的鋰被耗盡和硅硫電池10的容量減小。
[0046] 可以通過向硅硫電池10施加外部電源，在任何時間為硅硫電池10充電或重新供 電，以逆轉(zhuǎn)電池放電過程中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。在充電過程中（圖1中以標(biāo)號22示出），負(fù)極 12發(fā)生鋰合金化，而正極14內(nèi)形成了硫。外部電源與硅硫電池10的連接迫使正極14的鋰進(jìn) 行本來非自發(fā)的氧化以產(chǎn)生電子和鋰離子。通過外部電路24朝負(fù)極12回流的電子，以及由 電解質(zhì)18攜帶著穿過隔板16朝負(fù)極12回流的鋰離子(Li+)，在負(fù)極12重新匯合，并為其補充 鋰，用于在接下來的電池放電循環(huán)20過程中消耗?？捎糜诠枇螂姵?0充電的外部電源可根 據(jù)硅硫電池10不同的尺寸、構(gòu)造和特定最終用途而變化。一些合適的外部電源包括插入交 流電源插座與機動車交流發(fā)電機的電池充電器。
[0047]現(xiàn)在參見圖2,當(dāng)本文的預(yù)鋰化硅基負(fù)極12用在鋰離子電池30中時，任何已知的隔 板16、集流器(一個或多個)等可以與預(yù)鋰化硅基負(fù)極12和適當(dāng)?shù)恼龢O14'一同使用。但應(yīng)當(dāng) 理解，鋰離子電池30中使用的多孔隔板16可以是與圖1中所述用于硅硫電池10的多孔隔板 16相同的類型。此外，本文所述用于硅硫電池10的負(fù)側(cè)集流器12a和正側(cè)集流器14a也可以 在鋰離子電池30中使用。
[0048] 應(yīng)當(dāng)理解，鋰離子電池30可以包括具有形成在其上的SEI層19的預(yù)鋰化硅基負(fù)極 12。
[0049]在圖2中，本文所公開的鋰化硅基負(fù)極12可以與正極1V配對，其形成自任何可以 充分地經(jīng)受鋰插入和拔出同時作為鋰離子電池30的正端子起作用的鋰基活性物質(zhì)。適用于 正極If的已知常見的一類鋰基活性物質(zhì)包括層狀鋰過渡金屬氧化物。鋰基活性物質(zhì)的一 些具體實例包括尖晶石鋰錳氧化物(LiMn 2〇4)、鋰鈷氧化物(LiCo02)、鎳錳氧化物尖晶石[Li (Nio.5Mnl. 5)02]、層狀鎳錳鈷氧化物[Li (NixMnyCoz)02]，或鐵鋰聚陰離子氧化物，如磷酸鐵 鋰(LiFePCk)或氟磷酸鐵鋰(Li2FeP〇4F)。其它鋰基活性物質(zhì)也可以使用，如鋰鎳鈷氧化物 (LiNixCoi-x〇2)、錯穩(wěn)定鋰猛氧化物尖晶石(LixMm-xAly〇4)和鋰I凡氧化物(LiV2〇5) c^LisMSiCk (M由任何比例的鈷、鐵和/或錳組成）^1^說11〇3-(11)1^1?) 2(11由任何比例的鈷、鐵和/或錳 組成），以及任何其它高效的鎳錳鈷材料。"任何比例"是指任一元素可以以任何量存在。所 以，例如，M可以是鋁，帶或不帶鈷和/或鎂，或所列元素的任何其它組合皆可。
[0050]正極If的鋰基活性物質(zhì)可與聚合物粘合劑和導(dǎo)電填料(例如，高表面積碳)進(jìn)行 混合。任何先前所述的用于負(fù)極12的粘合劑，可以用在正極If中。聚合物粘合劑將鋰基活 性物質(zhì)和高表面積碳在結(jié)構(gòu)上保持在一起。高表面積碳的一個實例是乙炔黑。高表面積碳 可確保正側(cè)集流器14a和正極K的活性物質(zhì)顆粒之間的電子傳導(dǎo)。
[0051]圖2中的多孔隔板16,既作為電絕緣體又作為機械支撐，被夾在負(fù)極12和正極14' 之間，以防止兩個電極12之間的物理接觸，If并防止短路的發(fā)生。除了在兩個電極12, If 之間提供物理屏障，多孔隔板16通過填充其孔的電解質(zhì)溶液確保鋰離子(圖2中由黑點和具 有(+ )電荷的空心圓標(biāo)識)和有關(guān)陰離子(圖2中由具有(_)電荷的空心圓標(biāo)識)的通路。這有 助于確保鋰離子電池30的正常運行。
[0052]能夠在負(fù)極12和正極If之間傳導(dǎo)鋰離子的任何合適的電解質(zhì)溶液21可以在鋰離 子電池30中使用。在一個實例中，電解質(zhì)溶液21可以是非水電解質(zhì)溶液，其包括溶解在有機 溶劑或有機溶劑混合物中的鋰鹽。熟練的技術(shù)人員都知道可以在鋰離子電池30采用的許多 非水電解質(zhì)溶液，以及如何制造或通過商業(yè)獲得這些溶液?？梢允褂玫匿圎}的一些實例是 LiCl〇4、LiAlCl4、LiI、LiBr、LiB(C2〇4)2(LiBOB)、LiBF2(C 2〇4)(LiODFB)、LiSCN、LiBF4、LiB (C6H5)4、LiAsF6、LiCF3S〇3、LiN(FS〇2)2(LIFSI)、LiN(CF 3S〇2)2(LITFSI)、LiPF6、LiPF4(C2〇4) (LiF0P)、LiN03,以及它們的混合物。有機溶劑可以是環(huán)狀碳酸酯（碳酸亞乙酯、碳酸丙烯 酯、碳酸丁烯酯、碳酸氟乙烯）、直鏈碳酸酯(碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯）、脂肪族 羧酸酯（甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯）、y-內(nèi)酯（y 丁內(nèi)酯、y戊內(nèi)酯）、鏈狀結(jié)構(gòu)醚（1，2-二甲氧基乙烷、1-2二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、四乙醇二甲醚）、環(huán)醚（四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、1，3_二氧戊環(huán)），以及它們的混合物。
[0053] 如圖2所示，鋰離子電池30還包括連接負(fù)極12和正極If的可中斷外部電路24。鋰 離子電池30還可支撐一可操作地連接到外部電路24上的載荷裝置26。該載荷裝置26在鋰離 子電池30放電時從穿過外部電路24的電流接收電能供應(yīng)。雖然載荷裝置26可以為任意數(shù)量 的已知電動裝置，耗電載荷裝置26的幾個特定實例包括用于混合動力車或全電動車、便攜 式電腦、蜂窩式電話以及無繩動力工具的電動機。然而，該載荷裝置26還可以是對鋰離子電 池30充電用于儲能的發(fā)電設(shè)備。例如，風(fēng)車和太陽能電池板可變和/或間歇性發(fā)電的趨勢經(jīng) 常會導(dǎo)致需要儲存多余能量，供以后使用。
[0054]鋰離子電池30可包括寬范圍的其它部件，這些部件盡管在本文未示出，但仍然是 技術(shù)人員已知的。例如，硅硫電池10可包括殼體、墊圈、端子、插片，以及可以位于正極14與 硅基負(fù)極12之間或周圍，用于性能相關(guān)或其他實用目的的任何其它所需部件或材料。例如， 鋰離子電池30可包括殼體、墊圈、端子、插片，以及可以位于負(fù)極12與正極If之間或周圍， 用于性能相關(guān)或其他實用目的的任何其它所需部件或材料。此外，鋰離子電池30的大小和 形狀，以及其主要部件的設(shè)計和化學(xué)組成，可以根據(jù)為其設(shè)計的特定應(yīng)用而變化。例如，舉 兩個實例：電池供電的汽車和手持消費電子設(shè)備，二者的鋰離子電池30將最有可能被設(shè)計 為不同的尺寸、容量和功率輸出規(guī)格。鋰離子電池30也可以與其它類似的鋰離子電池10串 聯(lián)和/或并聯(lián)，以產(chǎn)生更大的電壓輸出和電流(并聯(lián)排列時)或電壓（串聯(lián)排列時），如果載荷 裝置26這樣要求的話。
[0055] 鋰離子電池30通常通過在負(fù)極12和正極If之間可逆地傳遞鋰離子而運行。在充 滿電狀態(tài)時，電池30的電壓處于最大值(通常范圍為2.0V至5.0V):而在完全放電狀態(tài)時，電 池30的電壓處于最小值(通常范圍為0V至2.0V)。本質(zhì)上，正極和負(fù)極14M2中活性物質(zhì)的 費米能級，以及二者之間的差值，稱為電池電壓，都在電池運行期間變化。放電過程中電池 電壓降低，費米能級變得彼此接近。充電期間，發(fā)生相反的過程，電池電壓升高，費米能級被 迫使彼此遠(yuǎn)離。電池放電期間，外部載荷裝置26能夠在外部電路24上令電子電流向某一方 向，使得費米能級之間的差值（以及相應(yīng)地，電池電壓）下降。電池充電時情況相反：電池充 電器迫使外部電路24上電子電流向一個方向，使得費米能級之間的差值（以及相應(yīng)地，電池 電壓)增加。
[0056] 在一次放電開始時，鋰離子電池30的負(fù)極12包含高濃度的嵌鋰，而正極If相對耗 盡。當(dāng)負(fù)極12包含足夠高相對量的嵌鋰時，鋰離子電池30能夠通過當(dāng)外部電路24被閉合以 連接負(fù)極12和正極If時發(fā)生的可逆電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生有益電流。在這種情況下閉合外部電 路的建立導(dǎo)致從負(fù)極12提取嵌鋰。所提取的鋰原子在離開負(fù)極-電解質(zhì)界面處的嵌入主體 時，被分裂成鋰離子（由黑點和具有(+ )電荷的空心圓標(biāo)識)和電子(e-)。
[0057]正極If和負(fù)極12之間的化學(xué)電位差(范圍為約2.0至5.0伏，取決于電極12，141勺 確切化學(xué)組成)驅(qū)動負(fù)極12上的嵌鋰氧化產(chǎn)生的電子(e_)穿過外部電路24朝向正極If移 動。同時，鋰離子被穿過多孔隔板16的電解質(zhì)溶液朝向正極If運送。流經(jīng)外部電路24的電 子(e_)和迀移穿過電解質(zhì)溶液中多孔隔板16的鋰離子最終調(diào)和，并在正極If上形成嵌鋰。 穿過外部電路24的所得電流可以被管理并指示穿過載荷裝置26,直到負(fù)極12中的嵌鋰水平 降至低于可行水平或停止需要電能。
[0058]鋰離子電池30可以在其可用容量的一部分或完全放電后進(jìn)行充電。為了給鋰離子 電池30充電，外部電池充電器被連接到正極和負(fù)極1 f，12以驅(qū)動電池放電的電化學(xué)反應(yīng)的 逆向進(jìn)行。充電期間，電子(e_)通過外部電路24朝負(fù)電極12回流，鋰離子被電解質(zhì)穿過多孔 隔板16朝負(fù)極12回送。電子(e_)和鋰離子在負(fù)極12重新匯合，從而為其補充嵌鋰，用于在接 下來的電池放電循環(huán)20過程中消耗。
[0059] 可用來為鋰離子電池30充電的外部電池充電器可以根據(jù)鋰離子電池30的大小、結(jié) 構(gòu)以及具體的最終用途變化。一些合適的外部電池充電器包括插入交流電源插座與機動車 交流發(fā)電機的電池充電器。
[0060] 電池10,30的實例可以在各種不同的應(yīng)用中使用。例如，電池10,30可用于不同的 設(shè)備，如電池操作或混合動力車輛、膝上型計算機、蜂窩電話、無繩動力工具等。
[0061] 為了進(jìn)一步說明本公開，本文給出了實例。但應(yīng)當(dāng)理解，提供這些實例是用于說明 的目的，而不應(yīng)當(dāng)被理解為限制所公開實例(一個或多個)的范圍。
[0062] 實例 1
[0063] 一種硅基負(fù)極被制備并預(yù)鋰化。該硅基負(fù)極包含70 %的硅或硅合金、15 %的導(dǎo)電 性碳材料和15 %的粘合劑。硅基負(fù)極使用DME:FEC(體積:體積比=3:1)中的1M LiPF6預(yù)鋰 化電解質(zhì)在半電池中預(yù)鋰化。該半電池在1 〇至48小時內(nèi)放電至1 Omv vs. Li /Li+。
[0064]預(yù)鋰化后，將硅基負(fù)極用DME漂洗然后并入示例性全硅硫電池。示例性全硅硫電池 包括硫基正極和隔板。硫陰極由80 %的元素硫、10 %的導(dǎo)電性碳材料和10 %的粘合劑組成。 聚丙烯（PP2500)用作隔板。在示例性全硅硫電池中使用的電池電解質(zhì)為二甲氧基乙烷 (DME): 1，3-二氧雜環(huán)戊烷(DI0X)(體積:體積=1:1)中的0.3M LiN03加0.7M LiTFSI。
[0065] 還制備了一種對比性全硅硫電池。對比性全硅硫電池包括對比性硅基負(fù)極，其已 利用DME:DI0X(體積:體積=1:1)中的1M LiTFSI加上5%的FEC的對比性預(yù)鋰化電解質(zhì)預(yù)鋰 化。對比性硅基負(fù)極的預(yù)鋰化以與所述的示例性硅基負(fù)極類似的方式進(jìn)行。
[0066] 對比性全硅硫電池包括與先前所述示例性全硅硫電池相同類型的硫基正極、隔板 和電池電解質(zhì)（即，DME: DI0X(體積:體積=1:1)中的0.3M LiN03加0.7M LiTFSI)。
[0067] 示例性全硅硫電池（1)和對比性全硅硫電池（2)的恒電流循環(huán)性能通過室溫下以 C/10的速率在1.3V和2.6V之間循環(huán)40個循環(huán)進(jìn)行測試。
[0068] 循環(huán)性能和庫侖效率的結(jié)果示于圖3。具體地，容量(mAh/gs)在左Y軸(標(biāo)記為"C"） 顯示，庫侖效率（％)在右Y軸(標(biāo)記為"％"）顯示，而循環(huán)數(shù)在X軸(標(biāo)記為"#"）顯示。如上所 述，"1"代表示例性全硅硫電池的結(jié)果，而"2"代表對比性全硅硫電池的結(jié)果?？傮w而言，示 例性全硅硫電池，包括用DME: FEC (體積:體積=3:1)中1M LiPF6預(yù)鋰化過的負(fù)極，表現(xiàn)出更 穩(wěn)定的性能。有人認(rèn)為這是由于預(yù)鋰化過程中形成的SEI層所引起的。
[0069] 實例2
[0070]如先前實例1中所述，利用預(yù)鋰化硅基負(fù)極、硫基正極和隔板制備一示例性全硅硫 電池。在本示例性全硅硫電池中使用的電池電解質(zhì)為二甲氧基乙烷(DME):1，3-二氧雜環(huán)戊 烷（DI0X)(體積：體積= 1:1)中的 0.3M LiN03 加 0.5M LiTFSI 和 0.2M LiPF6,和約 0.1M LiODFB作為鋰鹽添加劑。
[0071 ] 還制備了一種對比性全硅硫電池。對比性全硅硫電池包括與示例性全硅硫電池相 同類型的預(yù)鋰化硅基負(fù)極、硫基正極及隔板。對比性全硅硫電池的該實例中使用的對比性 電池電解質(zhì)是二甲氧基乙烷(DME): 1，3-二氧雜環(huán)戊烷(D10X)(體積:體積=1:1)中的0.3M LiN03加0.7M LiTFSI。不包括鋰鹽添加劑。
[0072] 示例性全硅硫電池（3)和對比性全硅硫電池(4)的恒電流循環(huán)性能通過室溫下以 C/10的速率在1.3V和2.6V之間循環(huán)90個循環(huán)進(jìn)行測試。
[0073]循環(huán)性能和庫侖效率的結(jié)果示于圖4。具體地，基于硫的比容量(mAh/g)在左Y軸 (標(biāo)記為"y廣）顯示，庫侖效率（％)在右Y軸(標(biāo)記為V'）顯示，而循環(huán)數(shù)在X軸(標(biāo)記為"#"） 顯示。如上所述，"3"代表用含有鋰鹽添加劑的電解質(zhì)測試的示例性全硅硫電池的結(jié)果，而 "4"代表用不含有鋰鹽添加劑的電解質(zhì)測試的對比性全硅硫電池的結(jié)果。總體而言，用含有 鋰鹽添加劑的電解質(zhì)測試的示例性全硅硫電池，表現(xiàn)出提升的循環(huán)性能(例如，參見50個循 環(huán)及以上的結(jié)果)和庫侖效率。
[0074] 應(yīng)當(dāng)理解，本文所提供的范圍包括所述范圍以及所述范圍內(nèi)的任何值或子范圍。 例如，約0. lwt%至約10wt%的范圍應(yīng)解釋為不僅包括約0. lwt %至約10wt %的明確敘述極 限值，而且還包括單個值，例如lwt%、5.5wt%、7.25wt%等，以及子范圍，如從2wt%至約 8wt% ;約0.2wt%至約9wt%等。此外，當(dāng)"約"被用于描述一個值時，是為了包括所述值前后 的微小變化(+/_5%)。
[0075] 在整個說明書中提到的"一個實例"、"另一實例"，"一實例"等，是指結(jié)合該實例描 述的一個特定元素(例如，特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)被包括在本文所描述的至少一個實例中， 并且可能或可能不存在于其它實例中。此外，應(yīng)當(dāng)理解，對于任何實例所描述的元素可以在 不同的實例中以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合，除非上下文另有明確說明。
[0076]在描述和要求保護(hù)本文所公開的實例時，單數(shù)形式"一"、"一個"和"該"包括復(fù)數(shù) 指代物，除非上下文另有明確說明。
[0077]雖然已詳細(xì)描述了幾個實例，但應(yīng)當(dāng)理解，所公開的實例可以被修改。因此，前面 的描述應(yīng)被認(rèn)為是非限制性的。
【主權(quán)項】
1. 一種用于增強硅基負(fù)極性能的方法，所述方法包括： 在一種包括鋰鹽的電解質(zhì)中預(yù)鋰化硅基負(fù)極，從而在所述硅基負(fù)極的暴露表面上形成 穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面層，所述鋰鹽溶解于二甲氧基乙烷(DME)和氟代碳酸亞乙酯(FEC)的 溶劑混合物中，二甲氧基乙烷和氟代碳酸亞乙酯存在的體積對體積比范圍為10比1至1比 10。2. 如權(quán)利要求1所限定的方法，其中所述硅基負(fù)極包括選自硅或硅合金中的一種的活 性物質(zhì)。3. 如權(quán)利要求1所限定的方法，其中所述預(yù)鋰化通過以下步驟完成： 將所述硅基負(fù)極并入一個半電池； 將所述硅基負(fù)極浸泡在所述電解質(zhì)中；以及 使所述硅基負(fù)極暴露于電壓電位中足夠長的時間以形成所述穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面 層。4. 如權(quán)利要求1所限定的方法，其中所述預(yù)鋰化通過以下步驟完成： 將所述硅基負(fù)極并入一個帶鋰基反電極的半電池上； 將所述硅基負(fù)極浸泡在所述電解質(zhì)中；以及 令所述半電池短路。5. 如權(quán)利要求1所限定的方法，其中鋰鹽選自包括下列的組:LiPF6、LiAlCl4、LiI、LiBr、 LiSCN、LiB(C6H5)4、LiAsF6、LiCF3S〇3、LiPF4(C2〇4)(LiFOP)、LiN0 3、LiBF4、LiCl〇4、LiN (CF3SO2)2(LiTFSI)、LiB(C2〇4)2(LiBOB)、LiBF 2(C2〇4) (LiODFB)、LiN(FS〇2)2(LiFSI)、LiPF3 (C2F5)3(LiFAP)、LiPF4(CF3) 2、LiPF3(CF3)3以及它們的組合。6. -種用于預(yù)鋰化硅基負(fù)極的電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包括： 鋰鹽；以及 二甲氧基乙烷(DME)和氟代碳酸亞乙酯(FEC)的溶劑混合物，二甲氧基乙烷和氟代碳酸 亞乙酯存在的體積對體積比范圍為10比1至1比10。7. 如權(quán)利要求6所限定的電解質(zhì)，其中鋰鹽選自包括下列的組：LiPF6、LiAlCl4、LiI、 LiBr、LiSCN、LiB(C6H5)4、LiAsF6、LiCF3S〇3、LiPF4(C2〇4)(LiFOP)、LiN〇3、LiBF4、LiCl〇4、LiN (CF3SO2)2(LiTFSI)、LiB(C2〇4)2(LiBOB)、LiBF 2(C2〇4) (LiODFB)、LiN(FS〇2)2(LiFSI)、LiPF3 (C2F5)3(LiFAP)、LiPF4(CF3) 2、LiPF3(CF3)3以及它們的組合。8. -種用于增強硅硫電池性能的方法，所述方法包括：添加選自包括LiBF2(C2O4) (LiODFB)、LiPF 6、LiB(C2〇4)2,以及其組合的鋰鹽添加劑到將要在硅硫電池中使用的電解 質(zhì)，所述電解質(zhì)由二甲氧基乙烷(DME)和1，3_二氧戊環(huán)(DIOX)的溶劑混合物中的鋰雙(三氟 甲基磺酰)亞胺(LiTFSI)、LiPF 6或其組合、任選的LiNO3以及任選的路易斯堿（當(dāng)LiPF6存在 時)組成。9. 一種娃硫電池，包括： 負(fù)極，包括硅基活性物質(zhì)； 正極，包括硫基活性物質(zhì)； 隔板，其定位在所述負(fù)極和正極之間；以及 電解質(zhì)溶液，其浸泡所述各個正極、負(fù)極和隔板的，所述電解質(zhì)溶液包括： 鋰雙(三氟甲基磺酰)亞胺(LiTFSI)、LiPF6,或它們的組合； 二甲氧基乙烷(DME)和I，3-二氧戊環(huán)(DIOX)的溶劑混合物； 鋰鹽添加劑，其選自LiBF2(C2O4) (LiODFB)、LiPF6、LiB(C2〇4)2或其組合，所述鋰鹽添加劑 存在的量為電解質(zhì)溶液總wt %的約0.1 wt %至約IOwt % ;以及 可選的LiNO3;以及 當(dāng)LiPF6存在時，所述電解質(zhì)溶液還包括路易斯堿。10. 如權(quán)利要求9所限定的硅硫電池，其中所述LiPF6是鋰鹽添加劑，并且其中所述路易 斯堿選自二甲基乙酰胺(DMAc)和三丁胺(TBA)。11. 如權(quán)利要求9所限定的硅硫電池，其中所述路易斯堿的存在量為電解質(zhì)溶液總wt% 的約0. lwt% )至約5wt%。12. -種預(yù)鋰化盒，包括： 負(fù)極，包括硅基活性物質(zhì)；以及 用于預(yù)鋰化負(fù)極的電解質(zhì)溶液，所述電解質(zhì)溶液包括鋰鹽，所述鋰鹽溶解于二甲氧基 乙烷(DME)和氟代碳酸亞乙酯(FEC)的溶劑混合物中，二甲氧基乙烷和氟代碳酸亞乙酯存在 的體積對體積比范圍為1 〇比1至1比1 〇。
【文檔編號】H01M10/056GK105960732SQ201580007154
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年2月9日
【發(fā)明人】L·楊, Q·肖, M·蔡, M·姜, X·肖
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司