[发明专利]用于锂离子电池的使用微粒的硅-金属混成阳极

说明书

一种形成硅基混成阳极材料的系统及方法。硅基混成阳极材料包含具多个硅微粒及多个以选定比例与多个硅微粒混合的金属微粒混合物。微粒混合物形成于厚度介于约2以及约15微米之间的硅混成阳极材料层内。

技术领域

本发明涉及电力存储系统，具体地说，涉及用以制备锂离子电池的方法及系统。

背景技术

在众多的电力系统中，习知的锂离子电池缺乏足够的能量密度(W-hr/Kg)。举例而言，习知锂离子电池由于能量密度不足而限制了电动车在充放电之间的行驶距离。在目前的运输工具中，电动车是重要的里程碑。电动车所拥有的能量经济是传统使用化石燃料且排放温室气体的引擎所无法望之向背者。

如上所述，目前业界亟需一种解决方案，并期望电力存储具有较传统锂电电池更加优秀的能量密度。

发明内容

大致而言，本发明满足了上述需求，并且提供了一种使用微粒作为电力存储系统的电力存储的解决方案。本发明可以透过不同方式来实现，包含：方法、装置、系统、计算器可读介质(computer readable media)或设备。以下描述本发明不同实施例。

本发明一实施例提供了一种形成硅混成阳极材料的系统及方法。硅混成阳极材料包含多个硅微粒以及多个以选定比例与所述多个硅微粒混合的金属微粒的微粒混合物。所述微粒混合物形成于硅混成阳极材料层内，所述硅混成阳极材料层的厚度介于约2以及约15μm之间。

所述微粒混合物还可包含多个至少一黏合剂材料。所述微粒混合物可被加热而所述多个至少一黏合剂材料实质上被蒸发掉。所述微粒混合物可被退火。

所述多个硅微粒的尺寸大小可介于约1微米以及约20微米之间。所述多个金属微粒的尺寸大小可介于约1微米以及约30微米之间。所述多个硅微粒的尺寸大小实质上可与所述多个金属微粒的尺寸大小相同。

所述微粒混合物的所述选定比例包含约10％至约40％重量百分比的硅微粒以及约90％至约60％重量百分比的金属微粒。所述黏合剂的重量占所述微粒混合物的约5％至约10％重量百分比。

至少一硅混成阳极材料层可被包含于电池内。所述电池可以是锂离子电池。所述锂离子电池还可包含含锂电解质、多个分隔材料被包含于所述含锂电解质内及设置于所述电解质相反于所述至少一硅混成阳极材料层的一侧的阴极。

本发明另一实施例提供了一种形成硅混成阳极材料的方法。所述方法包含形成多个硅微粒、形成多个金属微粒、以选定比例混合所述多个硅微粒与所述多个金属微粒以形成微粒混合物以及将所述微粒混合物形成于硅混成阳极材料层，其中所述硅混成阳极材料层的厚度介于约2以及约15μm之间。

以下透过更具体的描述、图式以示范与解释本发明之原理及优点。

附图说明

以下透过更具体的描述及图式以更清楚的理解本发明。

图1是根据本发明实施例的包含硅基微粒混成阳极材料的锂离子电池的简示图。

图2是根据本发明实施例的微波诱导分解反应室系统的简示图。

图3是根据本发明实施例的形成硅微粒的操作方法的流程图。

图4是根据本发明实施例的形成软金属微粒的操作方法的流程图。

图5是根据本发明实施例的透过热蒸发形成软金属微粒的另一操作方法的流程图。

图6是根据本发明实施例包含硅混成阳极材料的锂离子电池的形成方法的流程图。

图7是根据本发明实施例的混合系统的简示图。

图8是根据本发明实施例的退火室系统的简示图。

图9是根据本发明实施例的锂离子电池的比例关系图。