CN117638197A - 用于低电阻高负载锂离子电池单元的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种包括锂离子电池单元的系统。锂离子电池单元包括第一电极。第一电极包括具有表面的集电器和由电极涂层浆料形成并设置在集电器上的电极涂层。电极涂层浆料包括多个片状石墨薄片。多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。多个薄片的边缘平面在统计上面向集电器的表面。第一电极还包括含有高纵横比纳米级碳材料的导电材料。碳材料被配置用于在电极涂层的各组分之间提供吸引力。锂离子电池单元还包括第二电极、设置在第一电极和第二电极之间的隔膜以及电解质。
Description
技术领域
本公开总体上涉及用于低电阻高负载锂离子电池单元的系统和方法。
背景技术
电池单元可包括阳极、阴极、隔膜、电解质和外壳。电池单元可以在充电循环和放电循环中运行。在一个实施例中，电池单元可以是包括硬外壳的棱柱形电池单元，通常由金属、聚合物或聚合物膜构成。阳极和阴极可各自包括多种成分，包括石墨、活性材料和/或高纵横比纳米级碳材料，其被配置用于电化学反应以用于从电池单元提供电能。
发明内容
公开了一种包括锂离子电池单元的系统。锂离子电池单元包括第一电极。第一电极包括具有表面的集电器和由电极涂层浆料形成并设置在集电器上的电极涂层。电极涂层浆料包括多个片状石墨薄片。多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。多个薄片的边缘平面在统计上面向集电器的表面。第一电极还包括含有高纵横比纳米级碳材料的导电材料。高纵横比纳米级碳材料被配置用于在电极涂层的各组分之间提供吸引力。锂离子电池单元还包括第二电极、设置在第一电极和第二电极之间的隔膜以及电解质。
在一些实施例中，电极涂层浆料不含聚合物粘合剂。
在一些实施例中，电极涂层浆料包括聚合物粘合剂，其存在的量为每一百重量单位的电极涂层浆料小于或等于一个重量单位的聚合物粘合剂。
在一些实施例中，至少50％的多个薄片的边缘平面相对于集电器的表面限定从45度到90度的角度。
在一些实施例中，至少75％的多个薄片的边缘平面相对于集电器的表面限定从45度到90度的角度。
在一些实施例中，至少50％的多个薄片的边缘平面相对于集电器的表面限定从60度至90度的角度。
在一些实施例中，至少75％的多个薄片的边缘平面相对于集电器的表面限定从60度到90度的角度。
在一些实施例中，第一电极是阳极。
在一些实施例中，第一电极是阴极。
在一些实施例中，第一电极是阳极，并且电极涂层浆料还包括具有多尺度孔隙率的混合硅阳极活性材料。
根据一个替代实施例，提供了一种包括低电阻高负载锂离子电池单元的系统。锂离子电池单元包括阳极和阴极。阴极包括阴极集电器，阴极集电器包括第一表面和由阴极涂层浆料形成并设置在阴极上的阴极涂层。阴极涂层浆料包括第一多个片状石墨薄片。第一多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。第一多个薄片的边缘平面在统计上面向第一表面。锂离子电池单元还包括设置在阴极和阳极之间的隔膜和电解质。
在一些实施例中，阳极包括具有第二表面的阳极集电器和由阳极涂层浆料形成并设置在阳极上的阳极涂层。阳极涂层浆料包括第二多个片状石墨薄片。每个薄片包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。第二多个薄片的边缘平面在统计上面向第二表面。
在一些实施例中，至少75％的第一多个薄片的边缘平面相对于阴极集电器的表面限定从60度至90度的角度。至少75％的第二多个薄片的边缘平面相对于阳极集电器的表面限定从60度至90度的角度。
在一些实施例中，至少50％的第一多个薄片的边缘平面相对于阴极集电器的表面限定从45度到90度的角度。
在一些实施例中，至少75％的第一多个薄片的边缘平面相对于阴极集电器的表面限定从45度到90度的角度。
在一些实施例中，至少50％的第一多个薄片的边缘平面相对于集电器的表面限定从60度至90度的角度。
根据一个可选实施例，提供了一种用于形成低电阻高负载锂离子电池单元的电极的方法。该方法包括产生包含多个片状石墨薄片的电极涂层浆料。多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。电极浆料还包括导电材料，该导电材料包括高纵横比的纳米级碳材料。高纵横比纳米级碳材料被配置用于在电极涂层浆料内提供吸引力。该方法还包括将电极涂层浆料沉积在包括表面的集电器上，并在存在磁场的情况下干燥集电器上的电极涂层浆料，以统计地将多个薄片的边缘平面朝向该表面定向，从而形成电极。
在一些实施例中，该方法还包括将电极安装在低电阻高负载锂离子电池单元中，并利用低电阻高负载锂离子电池单元提供电能。
在一些实施例中，干燥电极涂层浆料使至少50％的多个薄片定向，使得至少50％的多个薄片的每个边缘平面相对于集电器的表面限定从45度到90度的角度。
在一些实施例中，干燥电极涂层浆料使至少60％的多个薄片定向，使得至少60％的多个薄片的每个边缘平面相对于集电器的表面限定从50度到90度的角度。
本发明提供以下技术方案：
1.一个系统，包括：
锂离子电池单元，包括：
第一电极，包括：
包括表面的集电器；和
由电极涂层浆料形成并设置在集电器上的电极涂层，其中电极涂层浆料包括：
多个片状石墨薄片，多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面，其中多个薄片的边缘平面统计地面向集电器的表面；和
包括高纵横比纳米级碳材料的导电材料，其中高纵横比纳米级碳材料被配置用于在电极涂层的组分之间提供吸引力；
第二电极；
设置于第一电极与第二电极之间的隔膜；和
电解质。
2.根据方案1所述的系统，其中所述电极涂层浆料不含聚合物粘合剂。
3.根据方案1所述的系统，其中所述电极涂层浆料包括聚合物粘合剂，所述聚合物粘合剂的存在量为每100重量单位的电极涂层浆料小于或等于1重量单位的聚合物粘合剂。
4.根据方案1所述的系统，其中所述多个薄片的至少50％的边缘平面相对于所述集电器的表面限定从45度到90度的角度。
5.根据方案1所述的系统，其中所述多个薄片的至少75％的边缘平面相对于所述集电器的表面限定从45度到90度的角度。
6.根据方案1所述的系统，其中所述多个薄片的至少50％的边缘平面相对于所述集电器的表面限定从60度到90度的角度。
7.根据方案1所述的系统，其中所述多个薄片的至少75％的边缘平面相对于所述集电器的表面限定从60度到90度的角度。
8.根据方案1所述的系统，其中所述第一电极是阳极。
9.根据方案1所述的系统，其中所述第一电极是阴极。
10.根据方案1所述的系统，其中所述第一电极是阳极；且
其中，电极涂层浆料还包括具有多尺度孔隙率的混合硅阳极活性材料。
11.一种系统，包括：
低电阻高负载锂离子电池单元，包括：
阳极；
阴极，所述阴极包括；
包括第一表面的阴极集电器；和
由阴极涂层浆料形成并设置在阴极上的阴极涂层，其中阴极涂层浆料包括第一多个片状石墨薄片，第一多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由这两个平行平表面限定的边缘平面，其中第一多个薄片的边缘平面在统计上面向第一表面；
设置在阴极和阳极之间的隔膜；和
电解质。
12.根据方案11所述的系统，其中所述阳极包括：
包括第二表面的阳极集电器；和
由阳极涂层浆料形成并设置在阳极上的阳极涂层，其中阳极涂层浆料包括第二多个片状石墨薄片，每个薄片包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面，其中第二多个薄片的边缘平面在统计上面向第二表面。
13.根据方案12所述的系统，其中所述第一多个薄片的至少75％的边缘平面相对于所述阴极集电器的表面限定从60度到90度的角度；且
其中第二多个薄片的至少75％的边缘平面相对于阳极集电器的表面限定从60度到90度的角度。
14.根据方案11所述的系统，其中所述第一多个薄片的至少50％的边缘平面相对于所述阴极集电器的第一表面限定从45度到90度的角度。
15.根据方案11所述的系统，其中所述第一多个薄片的至少75％的边缘平面相对于所述阴极集电器的第一表面限定从45度到90度的角度。
16.根据方案11所述的系统，其中所述第一多个薄片的至少50％的边缘平面相对于所述阴极集电器的第一表面限定从60度至90度的角度。
17.一种形成用于低电阻高负载锂离子电池单元的电极的方法，该方法包括：
产生电极涂层浆料，包括：
多个片状石墨薄片，多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面；和
包括高纵横比纳米级碳材料的导电材料，其中高纵横比纳米级碳材料被配置用于在电极涂层浆料内提供吸引力；
将电极涂层浆料沉积在包括表面的集电器上；和
在存在磁场的情况下干燥集电器上的电极涂层浆料，以统计地将多个薄片的边缘平面朝向所述表面定向，从而形成电极。
18.根据方案17所述的方法，还包括：
将电极安装在低电阻高负载锂离子电池单元中；和
采用低电阻高负载锂离子电池单元来提供电能。
19.根据方案17所述的方法，其中干燥所述电极涂层浆料使所述多个薄片中的至少50％取向，使得所述多个薄片中的至少50％的每个边缘平面相对于所述集电器的表面限定从45度到90度的角度。
20.根据方案17所述的方法，其中干燥所述电极涂层浆料使所述多个薄片中的至少60％取向，使得所述多个薄片中的至少60％的每个边缘平面相对于集电器的表面限定从50度到90度的角度。
从下面结合附图对实施本公开的最佳方式的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
图1示意性地示出了根据本公开的包括低电阻高负载锂离子电池单元的示例性系统；
图2以放大比例示意性地图示根据本公开的图1的系统的阳极集电器和阳极涂层；
图3以放大比例示意性地图示根据本公开的图1的系统的阴极集电器和阴极涂层；
图4示意性地图示了体现为根据本公开包括储能装置的车辆的示例性装置，该储能装置包括图1的至少一个低电阻高负载锂离子电池单元；和
图5是示出根据本公开的用于形成电极的示例性方法的流程图。
具体实施方式
提供形成用于低电阻高负载锂离子电池单元的电极的系统和方法。低电阻高负载锂离子电池单元包括一对电极，即阳极和阴极。电极可各自包括活性材料、导电材料、聚合物粘合剂和集电器。所公开的低电阻高负载锂离子电池单元可包括片状石墨作为活性材料或作为导电材料。阳极和阴极可各自包括配置用于电化学反应的附加活性材料，该电化学反应可用于从低电阻高负载锂离子电池单元提供电能，和作为导电材料的高纵横比纳米级碳材料，以及聚合物粘合剂的部分或全部替代物。
电极包括集电器、导电材料片和集电器上的电极涂层。所公开的系统和方法包括包含片状石墨的电极涂层，所述片状石墨包括统计上偏向于朝向电极的集电器排列的多个薄片。统计学上偏向于朝向集电器排列的薄片可被描述为存在的面向电极集电器的薄片的50％的边缘平面。换句话说，统计上偏向于朝向集电器排列的薄片可被描述为包括边缘平面的大部分薄片，所述边缘平面限定相对于相应集电器的表面为45度至90度的角度。片状石墨或鳞片状石墨是一件平面材料，通常具有第一平面侧表面、平行于第一平面侧表面的第二平面侧表面以及围绕薄片周边的薄边缘。薄片的边缘平面可被描述为薄片的侧视图，直接观察围绕薄片周边的薄边缘。面向集电器的片状石墨包括多个薄片，其中边缘平面与集电器的表面成45度至90度之间的角度。具有理想地面向集电器的边缘平面的片状石墨将包括垂直于集电器或与集电器成90度角的边缘平面。
电极涂层可以利用聚合物粘合剂来为电极提供结构刚度和内聚力。聚合物粘合剂可以充当离子屏障，降低电极的效率。高纵横比纳米级碳材料具有相对较大的比表面积，并且由于材料之间的范德华力而倾向于粘附到其他电极组分。通过在电极中使用高纵横比的纳米级碳材料，可以降低在电极中使用聚合物粘合剂的重要性。所公开的系统和方法使得电极涂层能够包括减少量的聚合物粘合剂或不含聚合物粘合剂。这种配置能够通过抵消高负载电极的功率/充电性能来实现高负载电极设计，而不会损害电池单元级性能。减少或消除电极中聚合物粘合剂的使用可提高电池功率和电池充电性能。
所公开的系统和方法能够在阳极电极中实现高硅含量。消除聚合物粘合剂有助于降低锂离子在硅活性材料表面上的扩散阻力，同时保持导电路径，而不管由于高纵横比纳米级碳纤维引起的体积变化，即单壁碳纳米管(SWCNT)或多壁碳纳米管(MWCNT)。此外，这种配置通过控制片状石墨边缘平面的排列减少了锂离子嵌入石墨的扩散路径。
在电极中使用面向集电器的薄片的公开方法可用于电池单元的阳极、电池单元的阴极、或电池单元的阳极和阴极两者中。阳极电极可包括集电器、阳极活性材料和导电材料而不含聚合物粘合剂。在一个实施例中，导电材料可以包括高纵横比的纳米级碳材料并且可以具有大于50的纵横比，确定为材料长度除以材料直径。阳极可以使用片状石墨材料作为阳极活性材料，阳极电极涂层包括片状石墨材料，具有每100份阳极涂层中含有5份片状石墨的最小含量，其中最少50％的片状石墨材料的边缘平面面向组件的集电器。
阴极电极可包括集电器、阴极活性材料和导电材料。阴极电极可包含或可不包含聚合物粘合剂。在一个实施例中，导电材料可以包括高纵横比纳米级碳材料，例如高纵横比纳米级碳纤维，即SWCNT或MWCNT。导电材料可具有大于30、大于50或大于70的纵横比，确定为材料长度除以材料直径。阴极还可以使用片状石墨材料作为导电材料，阳极电极涂层包括片状石墨材料，具有每100份阴极涂层含有0.5份片状石墨的最小浓度，最小50％的片状石墨材料的边缘平面面向组件的集电器。石墨用作散热通道，因此朝向阴极的集电器排列的石墨可以通过降低阴极电极的温度来提高电池单元的性能。这个较低的温度可以帮助最小化阴极和电解质之间的副反应。
包括电极涂层的电极可以通过产生浆料或粘性液体组合物来产生，所述浆料或粘性液体组合物包括要沉积在电极涂层内的各组分，将浆料沉积或布置在集电器上，并将浆料在集电器上干燥或固化成固体涂层。为了产生其中至少50％的片状石墨材料的边缘平面面向集电器的电极涂层，可以在溶剂干燥工艺期间在沉积在集电器上的湿浆料上产生高强度磁场。石墨表现出铁磁特性并倾向于与磁场对齐。人们可以对磁场进行定向，使得薄片以期望的方向朝着集电器定向或面向集电器。
在一个实施例中，阳极可包括具有多尺度孔隙率的高硅含量混合阳极活性材料或以高含量混合硅的阳极活性材料。硅可以与高纵横比碳、统计上面向集电器的片状石墨以及用于高导电性和离子导电性的表面处理的碳添加剂混合。该实施例可以实现相对快速的充电循环。
所公开的系统和方法可以包括一种锂离子电池单元，该电池单元包括被封装在具有电解质的袋或金属罐中的至少一个单个阴极电极组件、至少一个单个阳极电极组件和至少一个隔膜，其中至少一个电极组件，阳极电极组件和阴极电极组件中的至少一个，包括电极涂层，该电极涂层包括活性材料、导电材料、集电器并且没有聚合物粘合剂。电极涂层包括片状石墨作为活性材料或作为导电材料，其中在50％的石墨材料的边缘平面中面向电极集电器。
包括在统计上面向相应的集电器的片状石墨的电极涂层可包括至少50％的薄片具有相对于集电器的表面成在45度和90度之间的角度的边缘平面。包括在统计上面向相应的集电器的片状石墨的电极涂层可包括至少60％的薄片具有相对于集电器的表面成在45度和90度之间的角度的边缘平面。包括在统计上面向相应的集电器的片状石墨的电极涂层可以包括至少75％的薄片具有相对于集电器的表面成在45度和90度之间的角度的边缘平面。
包括统计上面向相应集电器的片状石墨的电极涂层可以包括至少50％的薄片具有相对于集电器的表面成在50度和90度之间的角度的边缘平面。包括在统计上面向相应的集电器的片状石墨的电极涂层可以包括至少50％的薄片具有相对于集电器的表面成在60度和90度之间的角度的边缘平面。包括在统计上面向相应的集电器的片状石墨的电极涂层可以包括至少75％的薄片具有相对于集电器的表面成在60度和90度之间的角度的边缘平面。
一种系统包括锂离子电池单元。该锂离子电池单元包括第一电极，该第一电极包括集电器，该集电器包括表面和由电极涂层浆料形成并设置在集电器上的电极涂层。电极涂层浆料包括多个片状石墨薄片。多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。多个薄片的边缘平面在统计上面向集电器的表面。电极浆料还包括导电材料，该导电材料包括高纵横比的纳米级碳材料。高纵横比纳米级碳材料被配置用于在电极涂层的各组分之间提供吸引力。锂离子电池单元还包括第二电极、设置在第一电极和第二电极之间的隔膜以及电解质。
电极涂层浆料可以不含聚合物粘合剂。
电极涂层浆料可以包括以每一百重量单位的电极涂层浆料小于或等于一个重量单位的聚合物粘合剂的量存在的聚合物粘合剂。
至少50％的多个薄片的边缘平面可限定相对于集电器的表面为45度至90度的角度。
至少75％的多个薄片的边缘平面可限定相对于集电器的表面为45度至90度的角度。
至少50％的多个薄片的边缘平面可限定相对于集电器的表面为60度至90度的角度。
至少75％的多个薄片的边缘平面可限定相对于集电器的表面为60度至90度的角度。
第一电极可以是阳极。
第一电极可以是阴极。
第一电极可以是阳极，并且电极涂层浆料还可以包括具有多尺度孔隙率的混合硅阳极活性材料。
替代系统包括低电阻高负载锂离子电池单元。锂离子电池单元包括阳极和阴极，阴极包括具有第一表面的阴极集电器。阴极还包括由阴极涂层浆料形成并设置在阴极上的阴极涂层。阴极涂层浆料包括第一多个片状石墨薄片。第一多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。第一多个薄片的边缘平面在统计上面向第一表面。锂离子电池还包括设置在阴极和阳极之间的隔膜和电解质。
阳极可包括具有第二表面的阳极集电器。阳极还可包括由阳极涂层浆料形成并设置在阳极上的阳极涂层。阳极涂层浆料包括第二多个片状石墨薄片，每个薄片包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。第二多个薄片的边缘平面在统计上面向第二表面。
至少75％的第一多个薄片的边缘平面可限定相对于阴极集电器的表面为60度至90度的角度。至少75％的第二多个薄片的边缘平面可限定相对于阳极集电器的表面为60度至90度的角度。
至少50％的第一多个薄片的边缘平面可限定相对于阴极集电器的第一表面为45度至90度的角度。
至少75％的第一多个薄片的边缘平面可限定相对于阴极集电器的第一表面为45度至90度的角度。
至少50％的第一多个薄片的边缘平面可限定相对于阴极集电器的第一表面为60度至90度的角度。
提供了一种形成低电阻高负载锂离子电池单元的电极的方法。该方法包括产生包含多个片状石墨薄片的电极涂层浆料。多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面。电极涂层浆料还包括导电材料，该导电材料包括高纵横比纳米级碳材料。高纵横比纳米级碳材料被配置用于在电极涂层浆料内提供吸引力。该方法还包括将电极涂层浆料沉积在包括表面的集电器上，并在存在磁场的情况下干燥集电器上的电极涂层浆料，以统计地将多个薄片的边缘平面朝向表面定向，从而形成电极。
该方法可以包括将电极安装在低电阻高负载锂离子电池单元中，并利用低电阻高负载锂离子电池单元提供电能。
干燥电极涂层浆料可使多个薄片中的至少50％定向，使得多个薄片中的至少50％的每个边缘平面相对于集电器的表面限定45度至90度的角度。
干燥电极涂层浆料可使多个薄片中的至少60％定向，使得多个薄片中的至少60％的每个边缘平面相对于集电器的表面限定50度至90度的角度。
现在参考附图，其中相同的附图标记在几个视图中指相同的特征。图1示意性地图示了包括用于低电阻高负载锂离子电池单元的示例性系统10。系统10作为电池单元运行，并且被图示为包括阳极集电器22、阳极涂层20、阴极集电器32、阴极涂层30、隔膜40和电解质50。阳极涂层20和阳极集电器22可以统称为阳极25。阴极涂层30和阴极集电器32可以统称为阴极35。阳极涂层20和阴极涂层30中的至少一个包括片状石墨，统计上朝向相应的阳极集电器22或相应的阴极集电器32。
图2以放大比例示意性地图示图1的阳极集电器22和阳极涂层20。阳极集电器22被图示为包括表面27并且可以是导电材料例如铜。表面27可以是平的、弯曲的或包括其他形状。出于说明的目的，薄片120被图示为矩形颗粒。薄片120可包括不规则形状和尺寸的材料，图中的矩形颗粒用于表示薄片120的边缘平面与阳极集电器22表面的角度。薄片120可用作在阳极涂层20内部的活性材料。示出了额外的阳极活性材料130。另外，图示了导电材料140。在一个实施例中，导电材料140可以包括高纵横比的纳米级碳材料。在另一个实施例中，导电材料140可以包括CNT。
阳极集电器22、薄片120、阳极活性材料130和导电材料140的相对尺寸仅出于说明的目的而表示。阳极涂层20的各组分可以独立地是微观的，并且阳极集电器22可以是毫米厚或更大。
图3以放大比例示意性地图示图1的阴极集电器32和阴极涂层30。阴极集电器32被图示为包括表面37并且可以是导电材料例如铜。出于说明的目的，薄片220被图示为矩形颗粒。薄片220可包括不规则形状和大小的材料，图中的矩形颗粒用于表示薄片220的边缘平面与阴极集电器32表面的角度。薄片220可用作在阴极涂层30内部的导电材料。另外，示出了阴极活性材料230。示出了额外的导电材料240。在一个实施例中，导电材料240可以包括高纵横比的纳米级碳材料。在另一个实施例中，导电材料240可以包括CNT。
阴极集电器32、薄片220、阴极活性材料230和导电材料240的相对尺寸仅出于说明的目的而表示。阴极涂层30的各组分可以独立地是微观的，并且阴极集电器32可以是毫米厚或更大。
图4示意性地图示了体现为车辆的示例性装置300，该车辆包括储能装置310，该储能装置310包括图1的至少一个系统10。储能装置310储存化学能并提供电能以供装置300使用。储能装置310可包括多个电池单元。储能装置310向电机320提供电能，电机320可利用电能向体现为输出轴的输出部件322提供输出扭矩。
图5是图示用于产生和使用低电阻高负载锂离子电池单元的示例性方法400的流程图。方法400可以利用图1的系统10中所示的具体部件和图2和图3的相应的电极涂层，尽管方法400可以利用所示系统10的替代具体实施例。方法400开始于步骤402。在步骤404，产生阳极涂层浆料。在步骤406中，在第一磁场存在下将阳极涂层浆料沉积在阳极集电器22上作为阳极涂层20，该第一磁场被配置为使阳极涂层浆料中的薄片统计地面向阳极集电器22的表面。在步骤406，可以维持磁场，同时阳极涂层浆料在阳极集电器22上干燥或固化。在步骤408，产生阴极涂层浆料。在步骤410，阴极涂层浆料在第二磁场的存在下沉积在阴极集电器32上作为阴极涂层30，该第二磁场被配置为使阴极涂层浆料中的石墨薄片统计地面向阴极集电器32的表面。在步骤410，可以维持磁场，同时阴极涂层浆料在阴极集电器32上干燥或固化。步骤404和406可以与步骤408和410同时进行。在步骤412，具有阳极涂层20的阳极集电器22和具有阴极涂层30的阴极集电器32被用于制造电池单元。在步骤414，电池单元用于向装置300提供电能。在步骤416，方法400结束。提供方法400作为一种示例性方法来形成和使用低电阻高负载锂离子电池单元。设想了多个额外的和/或替代的方法步骤，并且本公开不旨在限于本文提供的示例。
虽然已经详细描述了用于实施本公开的最佳模式，但是熟悉本公开相关领域的技术人员将认识到用于在所附权利要求的范围内实施本公开的各种替代设计和实施例。
Claims (10)
1.一个系统，包括：
锂离子电池单元，包括：
第一电极，包括：
包括表面的集电器；和
由电极涂层浆料形成并设置在集电器上的电极涂层，其中电极涂层浆料包括：
多个片状石墨薄片，多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由两个平行平表面限定的边缘平面，其中多个薄片的边缘平面统计地面向集电器的表面；和
包括高纵横比纳米级碳材料的导电材料，其中高纵横比纳米级碳材料被配置用于在电极涂层的组分之间提供吸引力；
第二电极；
设置于第一电极与第二电极之间的隔膜；和
电解质。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电极涂层浆料不含聚合物粘合剂。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述电极涂层浆料包括聚合物粘合剂，所述聚合物粘合剂的存在量为每100重量单位的电极涂层浆料小于或等于1重量单位的聚合物粘合剂。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个薄片的至少50％的边缘平面相对于所述集电器的表面限定从45度到90度的角度。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个薄片的至少75％的边缘平面相对于所述集电器的表面限定从45度到90度的角度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个薄片的至少50％的边缘平面相对于所述集电器的表面限定从60度到90度的角度。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个薄片的至少75％的边缘平面相对于所述集电器的表面限定从60度到90度的角度。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电极是阳极。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电极是阳极；且
其中，电极涂层浆料还包括具有多尺度孔隙率的混合硅阳极活性材料。
10.一种系统，包括：
低电阻高负载锂离子电池单元，包括：
阳极；
阴极，所述阴极包括；
包括第一表面的阴极集电器；和
由阴极涂层浆料形成并设置在阴极上的阴极涂层，其中阴极涂层浆料包括第一多个片状石墨薄片，第一多个薄片中的每一个包括两个平行平表面和由这两个平行平表面限定的边缘平面，其中第一多个薄片的边缘平面在统计上面向第一表面；
设置在阴极和阳极之间的隔膜；和
电解质。
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