CN115428189A - 用于全导电电池电极的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

全导电电池电极的系统和方法可以包括在集流器上的电极涂层，其中所述电极涂层包含大于50％的硅，并且其中所述电极中的每种材料具有小于100Ω‑cm的电阻率。硅的电阻率可以小于10Ω‑cm、小于1Ω‑cm或小于1mΩ‑cm。所述电极涂层可以包含热解碳和/或导电添加剂。所述集流器包括金属箔。所述金属集流器包括与所述电极涂层电接触的铜、钨、不锈钢和镍箔中的一种或多种。所述电极涂层包含大于70％的硅。所述电极可以与电解质电接触和物理接触。所述电解质可以包括液体、固体或凝胶。所述电池电极可以在锂离子电池中。

Description

用于全导电电池电极的方法和系统
相关申请的交叉引用/援引并入
无
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全导电电池电极的方法和系统。
背景技术
电池电极的常规方法可能导致电极涂层失去与电极的接触。
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
用于全导电电池电极的方法和/或系统，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具有硅占主导的阳极的电池的图。
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。
图3是根据本公开内容的示例性实施方案的用于制造电池的方法的流程图。
图4例示出根据本公开内容的示例性实施方案的全导电电极。
图5例示出根据本公开内容的示例性实施方案的具有分离的电极涂层的电极。
图6例示出根据本公开内容的示例性实施方案的具有分离的电极涂层的全导电电极。
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具有硅占主导的阳极的电池的图。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。此外，图1所示的电池是一个非常简化的实例，仅用于显示锂离子电池的工作原理。在图1的右侧示出了实际结构的实例，其中使用了电极和隔板的堆叠体，电极涂层通常在集流器的两面上。堆叠体可以形成为不同的形状，例如纽扣电池、圆柱形电池或方形电池。
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电极涂层的物理支撑。
图1中所示的配置例示出处于放电模式的电池100，而在充电配置中，可以用充电器代替负载109以逆转该过程。在一类电池中，隔板103通常是由例如电绝缘聚合物制成的膜材料，其防止电子从阳极101流到阴极105，或者反之亦然，同时是足够多孔的以允许离子穿过隔板103。通常，隔板103、阴极105和阳极101的材料分别形成为片、膜或电极涂层涂覆的箔。将阴极、隔板和阳极的片依次堆叠或轧制，使隔板103将阴极105与阳极101分隔，以形成电池100。在一些实施方案中，隔板103是片并且通常在其制造中采用卷绕方法和堆叠。在这些方法中，阳极、阴极和集流器(例如，电极)可以包括膜。
在示例性情形中，电池100可以包含固体、液体或凝胶电解质。隔板103优选不溶于典型的电池电解质，例如可以包含以下的组合物：碳酸亚乙酯(EC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)等以及溶解的LiBF4、LiAsF6、LiPF6和LiClO4等。隔板103可以用液体或凝胶电解质润湿或浸泡。此外，在示例性实施方案中，隔板103在低于约100℃至120℃不熔化，并且表现出足够的机械性质用于电池应用。在操作中，电池可以经历阳极和/或阴极的膨胀和收缩。在示例性实施方案中，隔板103可以膨胀和收缩至少约5％至10％而不失效，并且还可以是柔性的。
隔板103可以是足够多孔的，使得一旦用例如液体或凝胶电解质润湿，离子就可以穿过隔板。替代地(或额外地)，即便没有显著的孔隙度，隔板也可以通过胶凝或其它方法吸收电解质。隔板103的孔隙度通常也不会太多孔以致允许阳极101和阴极105通过隔板103传递电子。
阳极101和阴极105包括用于电池100的电极，提供与用于在充电和放电状态下传递电荷的装置的电连接。例如，阳极101可以包含硅、碳或这些材料的组合。典型的阳极电极包含碳材料，其包括诸如铜片的集流器。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。目前在可充电锂离子电池中使用的阳极通常具有约200毫安小时/克的比容量。石墨，用于大多数锂离子电池阳极的电极涂层，具有372毫安小时每克(mAh/g)的理论能量密度。相比之下，硅具有4200mAh/g的高的理论容量。为了增加锂离子电池的体积能量密度和重量能量密度，硅可以用作阴极或阳极的电极涂层。硅阳极可以由例如具有超过50％的硅的硅复合物形成。
在示例性情况下，阳极101和阴极105存储用于分离电荷的离子，例如锂。在该实例中，电解质在放电模式下将带正电的锂离子从阳极101携带到阴极105，例如如图1中所示，并且在充电模式下反之亦然地穿过隔板105。锂离子的运动在阳极101中产生自由电子，这在正集流器107B处产生电荷。然后电流从所述集流器通过负载109流到负集流器107A。隔板103阻挡电池100内的电子流动，允许锂离子流动，并且防止电极之间的直接接触。
当电池100放电并且提供电流时，阳极101释放锂离子经由隔板103到达阴极105，从而产生从一侧经由联接的负载109到另一侧的电子流动。当对电池充电时，发生相反的情况，其中锂离子被阴极105释放并且由阳极101接收。
为阳极101和阴极105选择的材料对于电池100可能的可靠性和能量密度是重要的。当前锂离子电池的能量、功率、成本和安全性需要改善，以便例如与内燃机(ICE)技术竞争并且允许电动车辆(EV)的广泛采用。随着高容量且高电压阴极、高容量阳极以及具有高电压稳定性和与电极的界面兼容性的功能性不可燃电解质的开发，实现了高能量密度、高功率密度和改善的安全性的锂离子电池。此外，将具有低毒性的材料作为电池材料对降低工艺成本和促进消费者安全性是有利的。
电化学电极的性能虽然取决于许多因素，但很大程度上取决于电极颗粒之间以及集流器与电极颗粒之间的电接触的稳健性。硅阳极电极的电导率可以通过结合具有不同形态性质的导电添加剂来控制。炭黑(Super P)、气相生长碳纤维(VGCF)以及两者的混合物先前已经单独地结合到阳极电极中，导致阳极性能的改善。两种碳材料之间的协同相互作用可以促进在充电和放电期间硅阳极的大体积变化中的电接触。
现有技术的锂离子电池通常采用石墨占主导的阳极作为锂的插层材料。随着对锂离子电池性能改善的需求，例如更高的能量密度和快速充电，添加硅作为电极涂层或者甚至完全代替石墨作为占主导的阳极材料。在工业中被认为是”硅阳极”的大多数电极是添加了少量(通常<20％)的硅的石墨阳极。这些石墨-硅混合物阳极必须使用与硅相比具有较低锂化电压的石墨；为了使用石墨，硅必须几乎完全锂化。因此，这些电极不具有硅或硅复合阳极的优点，其中电极的电压相对于Li/Li+显著高于0V，并且因此不容易锂析出。此外，与对电极相比，这些电极可以在硅上具有显著更高的过剩的容量，以进一步增加对高倍率的稳健性。
基于硅的阳极相对于Li/Li+具有在约0.3V至0.4V的锂化/去锂化电压平台，这使其保持开路电势，避免了不希望的Li析出和枝晶形成。虽然硅显示出优异的电化学活性，但由于硅在锂化和去锂化期间的大体积变化，实现基于硅的阳极的稳定循环寿命具有挑战性。硅区域可能失去与阳极的电接触，因为大的体积变化与其低电导率相结合将硅与阳极中的周围材料分开。
此外，大的硅体积变化加剧了固体电解质中间相(SEI)的形成，这可以进一步导致电绝缘，从而导致容量损失。在充电-放电循环时硅颗粒的膨胀和收缩引起硅颗粒的粉碎，这增加了其比表面积。随着循环间期硅表面积变化和增加，SEI反复地解体和重组。因此，SEI在循环期间不断地积聚在粉碎的硅区域周围，变成厚的电子和离子绝缘层。这种累积的SEI增加了电极的阻抗并且降低了电极电化学反应性，这对循环寿命是有害的。
用于制造硅占主导的阳极的硅源对于电池性能是重要的。在本公开内容中，具有较高杂质水平(其影响阳极电阻率和SEI形成)且具有导电热解粘结剂材料的硅占主导的阳极导致电池容量保持率增加。在常规的硅阳极(其通常是添加了高达约20％的硅的石墨阳极)中，粘结剂在热解后不导电。这些电极中的示例性粘结剂材料是丁苯橡胶(SBR)或羧甲基纤维素(CMC)。关于此类材料，需要导电添加剂来增加电极电导率，但这需要足够的添加剂，使得导电材料足够接近以隧穿非导电热解粘结剂，这意味着按重量计存在较少的粘结剂材料。关于在此描述的直接涂覆的或连续的电极，粘结剂材料在热解后是导电的，这与较高的杂质水平和因此较高电导率的硅一起产生全导电电极。
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。参考图2，示出了集流器201和电极涂层205。层厚度不必按比例示出。在示例性情况下，阳极电极涂层205包含在粘结剂材料和溶剂中的硅颗粒，其中电极涂层被热解以将粘结剂转变成导电碳，所述导电碳提供在硅颗粒周围的结构框架并且还提供导电性。电极涂层205可以包含用于锂化/去锂化过程的活性材料和其它材料，例如热解粘结剂、导电添加剂等。
集流器201可以包括金属膜，例如铜、镍或钛，但根据所需的拉伸强度可以使用其它导电箔。集流器201可以包括形成在其中的电极穿孔，以允许锂化从集流器201的与电极涂层205相对的一侧穿过。电极涂层205可以在集流器201的两侧上。
图2还例示出当并入具有阴极、电解质和隔板(未示出)的电池中时接枝到并且锂化电极涂层205的锂离子。硅占主导的阳极的锂化引起材料的膨胀，其中水平膨胀由x和y轴表示，而厚度膨胀由z轴表示，如所示。集流器201具有厚度t，其中较厚的箔提供更大的强度，并且如果与电极涂层205的结合足够强，则限制了x和y方向上的膨胀，产生更大的z方向的膨胀，从而产生各向异性膨胀。例如，铜的示例性较厚的箔的厚度可以大于10μm，例如20μm，而铜的较薄的箔的厚度可以小于10μm，例如5至6μm。
电极涂层205可以包含导电硅和热解粘结剂材料，产生全导电电极。这将关于图3至图6进一步示出。
图3是根据本公开内容的示例性实施方案的用于制造电池的直接涂覆方法的流程图。该方法包括将电极涂层、导电添加剂和粘结剂物理地混合在一起，并且将其直接涂覆在集流器上。该示例性方法包括直接涂覆过程，其中使用诸如藻酸钠、PAI、PI及其混合物和组合的粘结剂将阳极或阴极浆料直接涂覆在铜箔上。
在步骤301中，可以使用粘结剂/树脂(例如PI、PAI)、溶剂和导电碳来混合原始电极涂层。例如，对于阳极，石墨烯/VGCF(按重量计1:1)可以在超声处理下分散在NMP中，持续例如1小时，随后添加Super P(与VGCF和石墨烯为1:1:1)并且进行额外的超声处理，持续例如45至75分钟。然后可以在球磨机中在例如800至1200rpm下持续指定时间将具有所需颗粒尺寸和杂质水平(如关于以下表1所讨论)的硅粉分散在聚酰胺酸树脂(15％固体，在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中)中，然后可以添加共轭碳/NMP浆料并且在例如1800至2200rpm下持续例如另一预定时间进行分散，以实现2000至4000cP的浆料粘度和约30％的总固体含量。可以改变颗粒尺寸和混合时间以配置电极涂层的密度和/或粗糙度。此外，阴极电极涂层可以在步骤301中混合，其中电极涂层可以包括锂钴氧化物(LCO)、磷酸铁锂、锂镍钴锰氧化物(NMC)、锂镍钴铝氧化物(NCA)、锂锰氧化物(LMO)、锂镍锰尖晶石或类似材料或其组合，与上述用于阳极电极涂层的粘结剂混合。
在步骤303中，阳极或浆料可以涂覆在集流器，例如铜箔上。类似地，阴极电极涂层可以涂覆在箔材料上，例如铝。在一个实施方案中，箔可以包括通过材料的穿孔，以允许在电池工作期间锂化的流通。
电极涂层可以在步骤305中经历干燥，产生小于20％的残留溶剂含量。可以在步骤305中使用任选的压延过程，其中可以使用一系列硬压辊来将膜/基板修整成更平滑且更致密的材料片。在步骤307中，箔和涂层通过辊压进行层压。可以重复步骤303和步骤305以涂覆集流器的两侧。
在步骤309中，电极涂层可以通过加热至500至800℃来热解，使得碳前驱体部分或完全转化为导电碳。在使阳极在400摄氏度或高于400摄氏度进行加热的情况下，热解步骤可以产生具有大于或等于50重量％的硅含量的阳极电极涂层。该粘结剂材料在热解后是导电的，因此与导电硅和导电添加剂一起，电极是全导电的。而且，在硅和/或金属箔上形成的天然氧化物足够薄，使得电子容易隧穿。
热解可以以辊的形式进行，或者在步骤311中的冲压之后进行。如果以辊的形式进行，则在热解过程之后进行冲压。在集流器箔没有预先冲压/预先穿孔的情况下，所形成的电极可以用例如冲压辊穿孔。然后可以用隔板和电解质一起夹置经冲压的电极以形成电池。在步骤313中，电池可以进行包括初始充电和放电步骤的化成过程，以锂化阳极，其中剩余一些残留的锂，并且可以评估电池容量。电极中的穿孔允许锂从双面阴极流到阳极，即使阴极的一面没有面对阳极，从而增加电池容量。
图4例示出根据本公开内容的示例性实施方案的全导电电极。参考图4，示出了包括集流器401和电极涂层405的电极400。还示出了长度和宽度尺寸L和W，在该实例中，两个层的长度和宽度是相同的，但不必如此。此外，分别示出了电极涂层405和集流器401的厚度tac和tcc。电极涂层405可以在集流器401的两侧上。
电极400的右侧示出了简化的等效电路，示出了在集流器401的外引线与电解质409之间的各层的电阻，Rac为电极涂层405的电阻并且Rcc为集流器401的电阻。具有所示尺寸的材料板的电阻由以下关系式定义：R＝ρ*(L/W*t)，其中ρ是层的电阻率，按欧姆-厘米计。类似地，各层的薄层电阻是其ρ/t。集流器材料的典型电阻率对于铜为～1.7x10-6Ω-cm，对于铝为～2.6x10-6Ω-cm，对于钨为～5.6x10-6Ω-cm，并且对于不锈钢为～6.9x10-5Ω-cm。
硅的杂质水平可以被配置成使得电极涂层中的硅的电阻率(例如)小于～100Ω-cm。在另一个示例性情形中，硅的电阻率可以小于～10Ω-cm、小于～1Ω-cm、小于0.1Ω-cm、小于10mΩ-cm，并且在又一个示例性情形中，电阻率可以小于1mΩ-cm。如果电极涂层是具有杂质的元素硅，与常规电极中使用的SiOx相反，则电阻率低得多。
此外，用于电极涂层的粘结剂材料在热解后是导电的。例如，取决于热解温度，碳化PI的电阻率可以例如小于100Ω-cm、小于1Ω-cm或小于10mΩ-cm。类似地，取决于热解温度，碳化PAI的电阻率可以例如小于10Ω-cm、小于0.1Ω-cm或小于1mΩ-cm。此外，导电添加剂可以包含在电极涂层中，进一步降低电阻率，但不需要如常规电极中所需的添加剂密度来使热解粘结剂经由隧穿而导电。
全导电电极可以通过减少由于锂化/去锂化期间的循环膨胀/收缩而断裂的电极涂层部分的容量损失来改善电池容量保持率。在硅不导电的常规电极中，例如在高纯度硅或SiOx的情况下，与电极涂层板分离的任何材料尽管仍然接触，但将在其与剩余电极涂层之间具有电压降，使得可能发生锂化，然后由于分离的材料的电势降而被存留，使得其在操作期间不会达到去锂化电压。这将关于图5和图6进一步例示。
图5例示出根据本公开内容的示例性实施方案的具有分离的电极涂层的电极。参考图5，示出了具有集流器501和电极涂层505的电极500。还示出了分离的电极涂层511，其由于例如锂化/去锂化期间的膨胀和收缩而从电极涂层505上脱落。分离的材料511的尺寸和形状仅是出于说明目的的简单示例，并且实际上可以在整个宽度或长度上延伸，穿过电极涂层505的整个厚度，或者例如可以是分布在整个顶表面上的小部分。电极涂层505可以在集流器501的两侧上。
在图5的示例性情形中，电极涂层505可以包含常规材料，其中粘结剂在热解后是不导电的和/或电极涂层505中的任何硅包括SiOx或具有较高的纯度，使得电阻率显著高于电极涂层505中的导电材料。例如，硅可以超过100Ω-cm，或者其电阻率可以比导电材料高两个数量级。在该实例中，将存在从电极涂层505到分离的电极涂层511的电压降，如这些层与电解质509之间的电势差所示。在示例性情形中，该电压降可以是～0.5V。在锂化期间，电极涂层505和分离的电极涂层511均可能不被锂化，导致电极的总容量下降，并且因此潜在地降低电池的容量。如果分离的电极涂层已经被锂化，但由于分离的电极涂层511的电势降，它可能不能达到在去锂化期间可以去锂化的电势，从而存留锂并降低电池的容量。
图6例示出根据本公开内容的示例性实施方案的具有分离的电极涂层的全导电电极。参考图6，示出了具有集流器601和电极涂层605的电极600。还示出了分离的电极涂层611，其由于例如锂化/去锂化期间的膨胀和收缩而从电极涂层605上脱落。分离的材料611的尺寸和形状仅是出于说明目的的简单示例，并且实际上可以在整个宽度或长度上延伸，穿过电极涂层605的整个厚度，或者例如可以是分布在整个顶表面上的小部分。电极涂层605可以在集流器601的两侧上。
在图6的示例性情形中，电极涂层505可以全包含低电阻率材料，其中粘结剂在热解后是导电的并且电极涂层605中的硅包含较高水平的杂质，使得电阻率类似于电极涂层505中的其它导电材料。例如，硅的电阻率可以小于～100Ω-cm、小于～1Ω-cm、小于0.1Ω-cm、小于10mΩ-cm，并且在又一个示例性情形中，电阻率可以小于1mΩ-cm。在这些实例中，与图5的实例相比，在电极涂层605与分离的电极涂层611之间存在小得多的电压降。在示例性情况下，与图5中的电极的0.5V实例相比，电压降可以是～0.05V。应注意，这些电压差仅是示例，并且取决于电极涂层的类型和组成材料的电阻率。
在图6中，通过这些层与电极600上方的电解质609之间的电势差来说明减小的电势差。在锂化期间，电极涂层605和分离的电极涂层611均被锂化，并且由于分离的电极涂层611的电势降是小的，所以它仍然达到其能够显著或完全去锂化的电势，从而保持更多的电池容量，即使电极涂层由于膨胀和收缩而分离/粉碎。在这种情况下，与图5中的电极的实例中所示的效果相比，电压降的效果将小得多。
在本公开内容的示例性实施方案中，描述了全导电电池电极的方法和系统。电池电极可以包括在集流器上的电极涂层，其中电极涂层包含大于50％的硅，并且其中电极中的每种材料具有小于100Ω-cm的电阻率。硅的电阻率可以小于10Ω-cm、小于1Ω-cm或小于1mΩ-cm。电极涂层可以包含热解碳和/或导电添加剂。集流器包括金属箔。金属集流器可以包括与电极涂层电接触的铜、钨、不锈钢或镍箔或这些金属的组合(例如，包覆或镀覆)。电极涂层包含大于70％的硅。电极可以与电解质电接触和物理接触。电解质可以包括液体、固体或凝胶。电池电极可以在锂离子电池中。
如本文所用，”和/或”意指列表中由”和/或”连接的任何一个或多个项目。作为实例，”x和/或y”意指三个要素集合{(x),(y),(x,y)}中的任何要素。换而言之，”x和/或y”意指”x和y中的一个或两个”。作为另一个实例，”x、y和/或z”意指七个要素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何要素。换而言之，”x、y和/或z”意指”x、y和z中的一个或多个”。如本文所用，术语”示例性”意指用作非限制性实例、例子或示例。如本文所用，术语”例如(e.g.)”和”例如(for example)”引出一个或多个非限制性实例、例子或示例的列表。如本文所用，每当电池、电路或装置包括执行功能所必需的硬件和代码(如果需要的话)时电池、电路或装置”可操作”地执行该功能，而不管该功能的执行是否被禁用或未启用(例如，通过用户可配置的设置、工厂修整、配置等)。
尽管已经参考某些实施方案描述了本发明，但本领域技术人员应理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等同物。此外，在不背离本发明的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不旨在局限于公开的具体实施方案，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方案。

Claims (24)

1.电池电极，所述电极包括：
在集流器上的电极涂层，所述电极涂层包含大于50％的硅，其中所述电极中的每种材料具有小于100Ω-cm的电阻率。
2.如权利要求1所述的电极，其中所述电极中的每种材料具有小于10Ω-cm的电阻率。
3.如权利要求1所述的电极，其中所述电极中的每种材料具有小于1Ω-cm的电阻率。
4.如权利要求1所述的电极，其中所述电极中的每种材料具有小于1mΩ-cm的电阻率。
5.如权利要求1所述的电极，其中所述电极涂层包含热解碳。
6.如权利要求1所述的电极，其中所述电极涂层包含导电添加剂。
7.如权利要求1所述的电极，其中所述集流器包括金属箔。
8.如权利要求1所述的电极，其中所述金属集流器包括与所述电极涂层电接触的铜、钨、不锈钢和镍箔中的一种或多种。
9.如权利要求1所述的电极，其中所述电极涂层包含大于70％的硅。
10.如权利要求1所述的电极，其中所述电极与电解质电接触和物理接触。
11.如权利要求10所述的电极，其中所述电解质包括液体、固体或凝胶。
12.如权利要求1所述的电极，其中所述电池电极在锂离子电池中。
13.形成电极的方法，所述方法包括：
制造电池电极，所述电池电极包括在集流器上的电极涂层，所述电极涂层包含大于50％的硅，其中所述电极中的每种材料具有小于100Ω-cm的电阻率。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述电极中的每种材料具有小于10Ω-cm的电阻率。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述电极中的每种材料具有小于1Ω-cm的电阻率。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述电极中的每种材料具有小于1mΩ-cm的电阻率。
17.如权利要求13所述的方法，其中所述电极涂层包含热解碳。
18.如权利要求13所述的方法，其中所述电极涂层包含导电添加剂。
19.如权利要求13所述的方法，其中所述集流器包括金属箔。
20.如权利要求13所述的方法，其中所述金属集流器包括与所述电极涂层电接触的铜、钨、不锈钢或镍箔中的一种或多种。
21.如权利要求13所述的方法，其中所述电极涂层包含大于70％的硅。
22.如权利要求13所述的方法，其中所述电极与电解质电接触和物理接触，并且所述电解质包括液体、固体或凝胶。
23.如权利要求13所述的方法，其中所述电池电极在锂离子电池中。
24.电池，所述电池包括：
阴极、隔板、电解质和阳极，所述阳极包括在集流器上的电极涂层，所述电极涂层包含热解碳、导电添加剂和大于50％的硅，其中所述电极中的每种材料具有小于100Ω-cm的电阻率。
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