本文所描述的各个实施例涉及固态一次和二次电化学电池单元、电极和电极材料、电解质和电解质组成以及其对应的制造和使用方法的领域。
背景技术：
1、移动装置的不断增加的数量和多样性、混合动力/电动汽车的发展以及物联网装置的发展推动了对具有经改善的可靠性、容量(ah)、热特性、寿命和再充电性能的电池(battery)技术的更大需求。目前，尽管与其它类型的电池相比，锂固态电池技术在安全性、封装效率方面提供了潜在的提高，并且能够实现新的高能化学，但是需要对锂电池技术和其它固态电池技术进行改进。
2、正是考虑到这些观察结果以及其它因素，才构思了本公开的各个方面。
技术实现思路
1、本公开的各方面涉及电化学电极材料、组装和加工，以通过在电极(如电化学电池单元(cell)的阳极)中提供锂离子贮存器来抵消电化学电池单元循环时的锂损失(在本文中也称为电极的“预锂化”)，从而改进电化学电池单元的能量密度和循环寿命。在一些实施方案中，本公开因此涉及一种合成用于电化学电池单元的预锂化电极复合材料的方法。所述方法包括：a)提供具有锂离子传导性和扩散性的电极复合材料，所述电极复合材料包括含硅材料、碳基导电添加剂、固体电解质和粘结剂；b)靠近所述电极复合材料安置连续锂薄层；以及c)将所述连续锂薄层压力层压到所述电极复合材料。
2、本公开的另一方面涉及一种用于制造电池电极的方法。所述方法可以包含以下操作：邻近电极堆叠的电极复合材料安置连续锂层以及将所述连续锂层压制到所述电极复合材料，以使所述电极复合材料与所述连续锂层的至少一部分预锂化。
3、本公开的另一方面涉及一种固态电化学电池单元。所述固态电化学电池单元可以包含第一电极、邻近所述第一电极的固态电解质和邻近所述固态电解质的第二电极，其中所述第二电极是通过将连续锂层干式层压到第二电极复合材料来预锂化的。
4、本公开的又另一方面涉及一种用于制造电池电极的方法。所述方法可以包含压缩电极堆叠的操作，所述电极堆叠包括电极复合材料、集流器和邻近所述电极复合材料的连续锂层，其中所述连续锂层的至少一部分在所述压缩期间被所述电极复合材料吸收以使所述电极复合材料预锂化。
5、在一些实施方案中，可以使用在1,500psi至100,000psi的范围内的压力的压力层压来使所述电极预锂化。在另一个实施例中，保持层压压力，持续介于0.01分钟与600分钟之间的持续时间。在又另一个实施例中，在所述压力层压后去除所述层压压力持续介于0.01分钟与600分钟之间的持续时间，其中持续时间在1分钟至60分钟的范围内。
6、在一实施例中，层压锂层的厚度在0.1微米至20微米的范围内。
7、在一实施例中，层压锂层包含锂合金。
8、在一实施例中，层压锂层沉积在载体上。所述载体可以包括铜箔。
9、在又另一个实施例中，所述方法进一步包括从所述预锂化电极复合材料去除载体箔。
10、在一个实施例中，所述压力层压发生在0℃至180℃的范围内的温度下。
11、在一实施例中，所述方法进一步包括在所述压力层压期间监测锂化状态。
12、在一实施例中，所述压力层压是通过辊对辊压延装置进行的。
1.一种用于制造电池电极的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述连续锂层压制到所述电极复合材料包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极复合材料包括含硅材料、碳基导电添加剂、固体电解质和粘结剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述连续锂层以约1,500psi至100,000psi的压力压制到所述电极复合材料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述连续锂层被压制到所述电极复合材料，持续介于0.01分钟与60分钟之间的持续时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述连续锂层的厚度在0.1微米至20微米的范围内。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述连续锂层包括锂合金，所述将所述连续锂层压制到所述电极复合材料将所述锂合金的锂离子的至少一部分转移到所述电极复合材料。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其中当所述载体箔包括铜箔时。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述连续锂层包括邻近所述电极复合材料的钝化层，所述钝化层在将所述连续锂层压制到所述电极复合材料之后得以保留。
12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
13.一种固态电化学电池单元，其包括：
14.根据权利要求13所述的固态电化学电池单元，其中所述第二电极是通过辊压机进行干式层压的，所述辊压机包括第一辊和第二辊，所述第一辊定向在所述第二辊上方并且由压制间距分离。
15.根据权利要求12所述的固态电化学电池单元，其中所述连续锂层的至少一部分被吸收到所述第二电极复合材料中以使所述第二电极预锂化。
16.根据权利要求12所述的固态电化学电池单元，其中在干式层压之前，所述连续锂层的厚度在0.1微米至20微米的范围内。
17.根据权利要求13所述的固态电化学电池单元，其中所述连续锂层包含锂合金。
18.根据权利要求13所述的固态电化学电池单元，其中所述连续锂层靠近所述第二电极复合材料的与集流器相对的表面定位。
19.一种用于制造电池电极的方法，所述方法包括：
20.根据权利要求19所述的用于制造电池电极的方法，其中所述电极堆叠的所述连续锂层安置在所述电极复合材料与所述集流器之间。
21.根据权利要求19所述的用于制造电池电极的方法，其中所述电极堆叠的所述电极复合材料安置在所述连续锂层与所述集流器之间。
22.根据权利要求19所述的用于制造电池电极的方法，其中所述电极复合材料包括范围为1％至15％的预锂化。
23.根据权利要求19所述的用于制造电池电极的方法，其中所述电极复合材料包括范围为15％至30％的预锂化。
