[0003] 本发明总体上涉及电池。更具体地，本发明涉及被配置为提供高功率和高能量密度、具有高的热稳定性的锂离子电池。

[0004] 各种形式的电池的使用在当今世界已变得几乎无处不在。随着越来越多的便携式装置或无绳装置(如电动工具(例如，钻孔机、锯、割草机、鼓风机、打磨机等)、小型器具(例如，混合器、搅拌机、咖啡研磨机等)、通讯装置(例如，智能手机、个人数字助理等)、以及办公设备(例如，计算机、平板电脑、打印机等))的广泛使用，使用化学过程和配置不同的电池技术很常见。

[0005] 近年来，锂离子电池(LiB)配置在关于便携式装置或无绳装置、以及电动车辆的使用方面已得到了普及。虽然与如NiCd等的电池配置相比，LiB可能提供较不稳定的化学过程(例如，包含可燃电解液)，但是与许多可再充电电池配置(例如，NiCd和NiMH(镍金属氢化物))相比，具有更高的能量密度和更低的毒性水平，典型地不具有记忆效应并且经历低自放电，并因此提供了当今便携式装置或无绳装置中常用的可再充电电池配置。

[0006] 便携式装置或无绳装置的尺寸和重量通常是重要的考虑。由于车载可再充电电池系统(通常包括呈电池组形式的多个单独电池)的尺寸和重量通常对便携式装置或无绳装置的整体尺寸和/或重量具有明显的贡献，因此可再充电电池的尺寸和重量在主机装置的设计中可能是重要的。此类尺寸和重量关注与对于储存和递送足够功率以使得实现主机便携式或无绳装置、或电动车辆的有效和所需使用的需求相平衡。

[0030] 由于锂离子电池提供的高能量和功率密度，锂离子电池被用于各种装置和电动车辆中。随着这些装置和电动车辆的性能和功率输出的不断改善，对具有更高能量密度的电池的需求迅速增长。然而，包括阳极的低容量和有限的充电速度的一些问题已经成为改善锂离子电池发展中的瓶颈。

[0031] 石墨(在目前可用的锂离子电池中发现的用于阳极的最常用的材料)具有相对低的容量/单位体积和/或单位重量，这限制了在电池单元的有限空间内增加功率容量的潜力。在过去的几年中，展现出石墨的约五至十倍的容量/单位体积和/或单位重量的硅已经被用作石墨的添加剂以改善锂离子电池中阳极的容量。然而，这些目前可用的锂离子电池中的硅在电池充电时显著膨胀，导致锂离子电池需要额外的体积并且产生了由电池中的硅膨胀而引起的安全问题。本发明提供了与目前可用的锂离子电池有关的上述问题中的至少一些的解决方案。所披露的解决方案以锂离子电池为前提，该锂离子电池包括阳极，该阳极包含大于30wt.％、优选大于40wt.％、并且如85wt.％一样高的硅，该硅被配置为当在充电期间时展现出有限的或可忽略的体积膨胀，从而减轻安全问题并减小对于适应锂离子电池中的硅膨胀的额外空间的需要。

[0032] 本发明的这些和其他非限制性方面在以下部分中进一步详细论述。

[0033] A.锂离子电池

[0034] 在本发明的实施例中，锂离子电池包含阳极、阴极和电解液。该锂离子电池相比于常规锂离子电池可以具有显著改善的能量密度。参考图1，示出了锂离子电池100的示意图。

[0035] 根据本发明的实施例，锂离子电池100包括阳极101。阳极101可以包括包含硅基材料的阳极活性层102。硅基材料的非限制性实例可以包括硅和氧化硅(SiOx)。在一些情况下，阳极101包含大于30wt.％的硅基材料。在一些情况下，阳极101可以包含30至85wt.％的硅基材料，以及在其之间的所有范围和值(包括30至35wt.％、35至40wt.％、40至45wt.％、45至50wt.％、50至55wt.％、55至60wt.％、60至65wt.％、65至70wt.％、70至75wt.％、75至
80wt.％、以及80至85wt.％的范围)的硅基材料。在一些其他方面，阳极101可以包括75至
85wt.％的硅基材料。阳极101的硅基材料可以被配置为当锂离子电池100充电时或充电后膨胀小于50vol.％。在一些方面，包括硅的阳极101可以在整个充电过程期间膨胀50至
100vol.％，这取决于阳极101中使用的硅材料的一种或多种类型。在本发明的实施例中，包含30至85wt.％的硅基材料的阳极101可以被配置为具有相比于不包括硅的石墨阳极最高达10倍的阳极容量，并且相比于具有30wt.％的硅浓度的石墨阳极最高达5倍的阳极容量。
在一些情况下，具有30wt.％硅的阳极101可以具有最高达700mAh/g的容量并且具有
85wt.％硅的阳极101可以具有3400mAh/g的容量，其比石墨容量高10倍。

[0036] 在一些方面，阳极101的硅基材料可以包括硅纳米线(如图2所示)、封装在碳中的硅(如图4A和4B所示)、硅和石墨烯共混物、硅和弹性聚合物混合物、氧化硅、或其任何组合。阳极101的硅纳米线可以进一步包括沉积在其上的掺杂剂。掺杂剂的非限制性实例可以包括锡、锗、铁、铝、镁、或其任何组合。钝化剂可以呈纳米颗粒的形式。在一些方面，硅纳米线可以具有在100至1000nm的范围内以及在其之间的所有范围和值的平均直径。在一些情况下，阳极101的硅纳米线可以经由刻蚀、化学气相沉积、物理气相沉积、沉淀和/或烧蚀产生。

[0037] 在一些方面，阳极101的硅基材料可以被配置为遵循如图3A和3B所示的“蛋黄”模型的“蛋黄”配置。如图3A所示，具有“蛋黄”配置的硅基材料可以在其内部具有空腔。当锂离子电池100充电时，空腔可以收缩以适应硅的膨胀同时保持总体积基本上不变(例如，当其充电和放电时，硅的总直径R1可以基本上相同，如图3A和3B所示)。当锂离子电池100放电时，硅的膨胀可以基本上逆转并且空腔可以基本上恢复至其原始尺寸。

[0038] 在一些方面，阳极101的硅基材料可以包括封装在碳中的硅，并且封装在碳中的硅可以包括硅颗粒(硅本体材料)，这些硅颗粒具有0.5至10μm以及在其之间的所有范围和值(包括0.5至1μm、1至1.5μm、1.5至2.0μm、2.0至2.5μm、2.5至3.0μm、3.0至3.5μm、3.5至4.0μm、4.0至4.5μm、4.5至5.0μm、5.0至5.5μm、5.5至6.0μm、6.0至6.5μm、6.5至7.0μm、7.0至7.5μm、7.5至8.0μm、8.0至8.5μm、8.5至9.0μm、9.0至9.5μm、9.5至10μm的范围)的平均直径。封装在碳中的硅可以具有在0.1至4的范围内以及在其之间的所有范围和值(包括0.1至0.4、0.4至0.8、0.8至1.2、1.2至1.6、1.6至2.0、2.0至2.4、2.4至2.8、2.8至3.2、3.2至3.6、以及3.6至4.0的范围)的总的硅与碳重量比。封装硅的碳可以包括石墨、石墨烯、碳灰、或其任何组合。在本发明的实施例中，封装在碳中的硅经由刻蚀、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、沉淀、以及烧蚀产生。如图4A和4B所示，当锂离子电池100充电时，石墨烯和/或聚合物封装层可以被配置为限制硅的膨胀，导致锂离子电池100中减轻的硅膨胀。当锂离子电池100放电时，硅颗粒和石墨烯和/或聚合物封装层可以基本上恢复至其原始形状。

[0039] 在一些方面，阳极101的硅基材料可以包括硅‑石墨烯共混物，并且硅‑石墨烯共混物可以具有在0.1至4的范围内以及在其之间的所有范围和值(包括0.1至0.4、0.4至0.7、0.7至1、1至1.3、1.3至1.6、1.6至1.9、1.9至2.2、2.2至2.5至2.8、2.8至3.1、3.1至3.4、3.4至3.7、以及3.7至4.0的范围)的硅与石墨烯重量比。在一些情况下，硅‑石墨烯共混物可以具有0.5至10μm以及在其之间的所有范围和值(包括0.5至1.0μm、1.0至2.0μm、2.0至3.0μm、
3.0至4.0μm、4.0至5.0μm、5.0至6.0μm、6.0至7.0μm、7.0至8.0μm、8.0至9.0μm、以及9.0至10μm的范围)的平均粒径。硅‑石墨烯共混物的硅颗粒可以本质上是单峰的或双峰的。硅‑石墨烯共混物的硅颗粒可以是球形的、椭球形的、圆柱形的、直角的、或其组合。

[0040] 在一些方面，阳极101的硅基材料可以包括硅和弹性聚合物混合物，该混合物具有在0.5至6的范围内以及在其之间的所有范围和值(包括0.5至1、1至1.5、1.5至2.0、2.0至2.5、2.5至3.0、3.0至3.5、3.5至4.0、4.0至4.5、4.5至5.0、5.0至5.5、以及5.5至6.0的范围)的硅与聚合物重量比。弹性聚合物的非限制性实例可以包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、及其组合。在一些情况下，硅和弹性聚合物混合物是呈具有球形和/或椭球形颗粒的粉末形式。
在本发明的实施例中，硅和弹性聚合物混合物经由沉淀、混合、烘烤和/或其任何组合产生。
在本发明的实施例中，封装硅颗粒可能不会改变硅纳米颗粒的形状。

[0041] 在本发明的实施例中，阳极活性层102进一步包括碳基材料。碳基材料可以与硅基材料混合和/或涂覆在硅基材料上。碳基材料被配置为防止硅基材料的膨胀和/或改善硅基材料的导电性。碳基材料的非限制性实例可以包括石墨、石墨烯、碳灰、及其组合。在一些情况下，碳基材料可以经由沉淀、混合、烘烤、CVD、PVD、或其任何组合涂覆在硅上。在一些情况下，硅基材料上的碳基材料的涂层可以具有在5至1000nm的范围内以及在其之间的所有范围和值(包括5至10nm、10至20nm、20至30nm、30至40nm、40至50nm、50至60nm、60至70nm、70至80nm、80至90nm、90至100nm、100至200nm、200至300nm、300至400nm、400至500nm、500至
600nm、600至700nm、700至800nm、800至900nm、以及900至1000nm的范围)的厚度。在本发明的实施例中，将阳极101中的硅基材料进一步与次级材料混合。次级材料的非限制性实例可以包括锡、锑、锗、及其组合。次级材料可以与硅以1:100至100:1以及在其之间的所有范围和值的硅与次级材料重量比混合。

[0042] 在本发明的实施例中，阳极101包含第一金属层103。第一金属层103可以包括金属片和/或金属箔。在一些情况下，第一金属层103包括铜。在本发明的实施例中，将包含硅基材料和/或碳基材料的阳极活性层102涂覆在第一金属层103的一个或两个表面上。在一些方面，将阳极活性层102涂覆在第一金属层103上。可以基于阳极101的目标容量确定阳极活性层102的厚度。在一些情况下，第一金属层103上的阳极活性层102的厚度可以是在10至50μm的范围内以及在其之间的所有范围和值(包括10至12μm、12至14μm、14至16μm、16至18μm、18至20μm、20至22μm、22至24μm、24至26μm、26至28μm、28至30μm、30至32μm、32至34μm、34至
36μm、36至38μm、38至40μm、40至42μm、42至44μm、44至46μm、46至48μm、以及48至50μm的范围)。在一些方面，经由刮刀、狭缝式涂覆器、逗号涂覆器、或其任何组合的工艺将阳极活性层102涂覆在第一金属层103上。

[0043] 根据本发明的实施例，锂离子电池100包含阴极110。在本发明的实施例中，阴极110包括包含锂金属氧化物的阴极活性层112。在一些方面，阴极110的锂金属氧化物可以具有式LiaNixAyBzO2，其中a≥1，x≥0.5，y+z＝1‑x。A的非限制性实例可以包括锰(Mn)、钴(Co)、铝(Al)、及其组合。B的非限制性实例可以包括钴(Co)、锰(Mg)、铝(Al)、及其组合。在一些情况下，x:y:z的比率可以是6:2:2、8:1:1、或9:0.5:0.5。应领会的是，x:y:z的比率不限于上述三个实例，这三个实例是出于说明的目的而不是通过限制的方式提供的。在一些情况下，阴极110包括锂、镍、锰、钴氧化物，或锂、镍、钴、铝氧化物。在一些其他情况下，阴极100包括锂镍氧化物、或锂锰氧化物。

[0044] 在一些方面，阴极110的锂金属氧化物呈核壳梯度结构，其中Ni的浓度从核壳梯度结构的外壳至核增加，如图5所示。在一些情况下，如图5所示，阴极110的锂金属氧化物的核壳结构的核部分可以包括最高达80wt.％的Ni，并且壳部分的Ni浓度可以从壳部分的内层中的最高达约80wt.％下降至壳部分的外层中的最高达33wt.％。锂金属氧化物的核壳梯度结构可以经由共沉淀法产生。在一些方面，锂金属氧化物可以包括掺杂剂或表面涂层。掺杂剂或表面涂层的非限制性实例可以包括碳、锆、铝、锗、及其组合。

[0045] 在本发明的实施例中，阴极110包括第二金属层113，且阴极活性层112涂覆在第二金属层113的一侧或两侧上(应领会的是，第二金属层113是指用于阴极110的金属层，其中术语“第二”用于区分阴极的金属层113与阳极的第一金属层。因此，术语“第二”不应理解为要求阴极110包括两个金属层)。在一些方面，第二金属层113包括铝。阴极活性层112可以以20至100微米以及在其之间的所有范围和值的厚度涂覆在第二金属层113(第二金属层113的每侧)上。阴极活性层112可以经由逗号涂覆器、狭缝式涂覆器或刮刀涂覆在第二金属层
113上。

[0046] 根据本发明的实施例，锂离子电池100包含布置在阳极101与阴极110之间的电解液。电解液可以是不可燃的电解液。在一些方面，不可燃的电解液包含离子液体。离子液体可以是质子或非质子的。离子液体包括阳离子和阴离子。阳离子的非限制性实例可以包括咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓、哌啶鎓、及其组合。阴离子的非限制性实例可以包括溴离子、氯‑ ‑ ‑ ‑离子、碘离子、磷酸根、BF4、PF6、TFSI、FSI、及其组合。

[0047] 在本发明的实施例中，响应于温度增加，某些离子化合物由于热活化而变为液体。在此状态下的盐通常表示为“熔盐”，其中的一些在环境温度下、甚至在非常低的温度下保持为液体。在一些方面，此类熔盐被称为“环境温度离子液体”或“离子液体”。电解液的离子液体被配置为改善热稳定性并缓解包括但不限于导致火灾或爆炸的短路、过充电、压碎的安全问题。

[0048] 根据本发明的实施例，锂离子电池100进一步包括布置在阳极101与阴极110之间并被配置为防止阳极101与阴极110之间接触的隔膜120。隔膜120可以包括聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)。可以用被配置为改善隔膜的机械强度的陶瓷(包括铝氧化物和/或锆氧化物)涂覆隔膜120。根据本发明的实施例，锂离子电池100包括被配置为包封阳极101、阴极110、隔膜120和电解液的壳体121。在一些方面，壳体121可以包含聚乙烯涂覆的铝、镍涂覆的钢、铝、钢、或其任何组合。

[0049] 在本发明的实施例中，与通过目前可用的锂离子电池实现的550至600Wh/L的最高能量密度相比，锂离子电池100被配置为具有在750至900Wh/L的范围内以及在其之间的所有范围和值(包括750至760Wh/L、760至770Wh/L、770至780Wh/L、780至790Wh/L、790至800Wh/L、800至810Wh/L、810至820Wh/L、820至830Wh/L、830至840Wh/L、840至850Wh/L、850至860Wh/L、860至870Wh/L、870至880Wh/L、880至890Wh/L、以及890至900Wh/L的范围)的能量密度。关于能量/千克，锂离子电池100被配置为具有250至450Wh/kg以及在其之间的所有范围和值(包括250至260Wh/kg、260至270Wh/kg、270至280Wh/kg、280至290Wh/kg、290至
300Wh/kg、300至310Wh/kg、310至320Wh/kg、320至330Wh/kg、330至340Wh/kg、340至350Wh/kg、350至360Wh/kg、360至370Wh/kg、370至380Wh/kg、和380至390Wh/kg、390至400Wh/kg、
400至410Wh/kg、410至420Wh/kg、420至430Wh/kg、430至440Wh/kg、以及440至450Wh/kg的范围)的能量密度。

[0050] 在本发明的实施例中，锂离子电池100可以具有在1.2至4的范围内以及在其之间的所有范围和值(包括1.2至1.6、1.6至2.0、2.0至2.4、2.4至2.8、2.8至3.2、3.2至3.6、以及3.6至4.0的范围)的N:P比率(即，负电极(阳极101)容量与正电极(阴极110)容量的比率)。
配置高的N:P比率以促进锂离子电池100的快速充电。在一些方面，锂离子电池的快速充电是以4至10C‑倍率进行的，该倍率分别对应于用于充电的15至6分钟并且比目前可用的电池(例如，目前可用的21700电池)快最高达5倍。在一些方面，进一步配置用于锂离子电池的高的N:P比率以促进锂离子电池100在‑20℃至0℃的低温范围下以25℃下的50％充电倍率充电。

[0051] 虽然图1示出了呈圆柱形电池单元形式的锂离子电池，但应领会的是，锂离子电池100可以呈各种电池单元配置，包括但不限于圆柱形电池单元、棱柱形电池单元、和袋状电池单元。在一些情况下，锂离子电池100可以被配置为呈圆柱形21700电池单元形式，其具有约21mm的直径和约70mm的长度。在一些方面，呈圆柱形21700电池单元形式的锂离子电池
100可以具有6Ah的功率容量。目前可用的21700电池单元形式的功率容量的更高限制是
4Ah，并且对于目前可用的21700电池单元将需要大量的研究工作以达到5Ah的功率容量。因此，本发明的锂离子电池100提供了关于目前可用的锂离子电池的显著的技术成就。

[0052] 呈圆柱形21700电池单元形式的锂离子电池100可以具有小于15毫欧姆的交流内电阻(ACIR)以及小于25毫欧姆的直流内电阻(DCIR)。在一些方面，具有6Ah功率容量的锂离子电池100的圆柱形21700电池单元具有最高达约30A的连续功率放电倍率性能和持续2秒的100A脉冲功率性能。这表示关于目前可用的21700锂离子电池的显著改善，这些锂离子电池最多能够提供3A的连续功率以及持续2秒的8A脉冲功率。

[0053] 在一些情况下，锂离子电池100可以被配置为具有约18mm直径和约65mm长度的圆柱形18650电池单元形式。圆柱形18650电池单元形式的锂离子电池可以具有小于20毫欧姆的ACIR和小于30毫欧姆的DCIR。虽然已经描述了呈21700和18650电池单元形式的锂离子电池100的特征，但应领会的是，实施例也可以以其他电池单元形式实施以提供相似的改善，尽管连续放电倍率、脉冲放电倍率、功率容量(Ah)、DCIR和/或ACIR的具体数值可以根据具体的电池单元形式而改变。在一些方面，具有4Ah功率容量的锂离子电池100的圆柱形18650电池单元具有最高达5C的连续放电倍率性能而没有达到电压或温度临界值，以及最高达16C的脉冲功率而没有达到电压或温度临界值的任一个。

[0054] 在一些方面，锂离子电池100被配置为用于电动工具。电动工具的非限制性实例可以包括钻孔机、锯、割草机、鼓风机和打磨机。应领会的是，锂离子电池100的用途并不如此受限。根据本文的概念被配置为提供高功率和高能量密度的电池可以例如用于为如便携式智能装置、便携式计算装置、电动车辆、备用/不间断电源等此类装置供电。在本发明的实施例中，锂离子电池100满足用于上述装置中所需的安全标准。安全标准的非限制性实例可以包括UN/DOT 38.3，第5版，Amendment 1‑Recommendations on the Transport of Dangerous Goods,IEC 62133‑2:2017‑Safety requirements for portable sealed secondary lithium cells,and for batteries made from them,for use in portable applications‑Part 2:Lithium systems[修正案1‑关于危险货物运输的建议，IEC 62133‑2:2017‑对于用于便携式应用的便携式密封的二次锂电池单元、以及由其制成的电池的安全要求‑第二部分：锂体系]，以及UL 2054第2版‑Household and Commercial Batteries[家用和商业电池]。

[0055] B.生产锂离子电池的方法

[0056] 在本发明的实施例中，提供了生产上述锂离子电池100的方法，该锂离子电池可以包含具有30至85wt.％硅基材料的阳极101。根据本发明的实施例，用于生产锂离子电池100的方法200(如图6所示)可以包括，如框201所示，生产锂离子电池100的阳极101的硅基材料。

[0057] 在一些方面，硅基材料包含硅纳米线且框201处的生产步骤包括经由刻蚀、化学气相沉积、物理气相沉积、沉淀和/或烧蚀制造硅纳米线。在一些情况下，硅纳米线的表面被官能团进一步官能化。官能团可以包括氧化物、氮化物基团、或其任何组合。硅纳米线可以进一步包括掺杂剂，如镁(Mg)。

[0058] 在一些方面，硅基材料包含封装在碳中的硅且框201处的生产步骤包括用碳经由热烘烤、物理气相沉积、化学气相沉积封装硅。在本发明的实施例中，框201处的待封装的硅经由刻蚀、化学气相沉积、物理气相沉积、沉淀或烧蚀产生。

[0059] 在一些方面，硅基材料包含与弹性聚合物混合的硅且框201处的生产步骤包括将弹性聚合物与硅本体材料混合以形成基本上均匀的硅和弹性聚合物的混合物。在一些情况下，弹性聚合物包括刻蚀、化学气相沉积、物理气相沉积、沉淀、烧蚀、或其任何组合。混合可以包括物理混合和加热。

[0060] 根据本发明的实施例，如框202所示，方法200包括生产阴极110的锂金属氧化物。在一些方面，框202处的生产可以包括锰氧化物、镍氧化物、钴氧化物与碳酸锂之间的固态反应。用于生产锂金属氧化物的固态反应可以在450℃至800℃的温度下进行。生产的锂金属氧化物可以呈粉末形式。

[0061] 根据本发明的实施例，如框203所示，方法200包括将阳极101的硅基材料和/或碳基材料与导电剂和粘合剂混合以形成阳极混合物。如框204所示，方法200可以包括将锂金属氧化物与导电粘合剂混合以形成阴极混合物。该阳极混合物和/或该阴极混合物可以呈浆料形式。在一些方面，在框203处，以0.8至0.95范围内的硅基材料与导电剂和粘合剂的重量比形成阳极混合物。在一些方面，在框204处，以0.88至0.97范围内的锂金属氧化物与导电剂和粘合剂的重量比形成阴极混合物。在本发明的实施例中，阳极混合物包含不小于30wt.％的硅。导电剂的非限制性实例可以包括炭黑、乙炔黑、ketjan黑、Super P、碳纳米管、及其组合。粘合剂的非限制性实例可以包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、羧甲基纤维素/丁苯橡胶(CMC/SBR)、聚丙烯酸(PAA)、及其组合。

[0062] 根据本发明的实施例，如框205所示，方法200包括使用阳极混合物在第一金属层103上涂覆阳极活性层102。如框206所示，方法200可以包括使用阴极混合物在第二金属层
113上涂覆阴极活性层112。在一些方面，在框205处，涂覆步骤可以包括在第一金属层103上散布阳极混合物。在框206处，涂覆步骤可以包括在第二金属层113上散布阴极混合物。框
205处的涂覆步骤可以进一步包括压缩第一金属层103上的阳极混合物。在框206处，涂覆步骤可以包括压缩第二金属层113上的阴极混合物以调节其厚度。框205和206处的涂覆步骤可以进一步包括在压缩步骤之后分别干燥第一金属层103上的阳极混合物以及干燥第二金属层113上的阴极混合物。框205和206处的涂覆步骤可以进一步还包括将经干燥的阳极混合物连同第一金属层103切割成所需的形状和/或尺寸以及将经干燥的阴极混合物连同第二金属层113切割成所需的形状和/或尺寸，从而分别形成阳极101和阴极110。在框205处产生的阳极101可以包括30至85wt.％的硅、优选40至85wt.％的硅，以及在其之间的所有范围和值，包括40至45wt.％、45至50wt.％、50至55wt.％、55至60wt.％、60至65wt.％、65至
70wt.％、70至75wt.％、75至80wt.％、以及80至85wt.％的范围。

[0063] 根据本发明的实施例，如框207所示，方法200包括将阳极101、阴极110、隔膜120组装在壳体121中以形成未完成的电池单元。在一些方面，框207处的组装步骤包括层压阳极101、隔膜120、阴极110以形成电极结构，将电极结构的阳极101和阴极110连接至相应的端子。在一些方面，安全装置和/或通风口可以连接和/或布置在电极结构和/或端子上以形成子组件。框207处的组装可以包括将子组件插入到壳体121中并密封壳体121。在一些方面，在将壳体121密封后在壳体上留下至少一个开口。

[0064] 根据本发明的实施例，如框208所示，方法200包括向密封的壳体121中添加电解液以形成锂离子电池100。在一些方面，框206处的添加电解液步骤可以包括将由框205获得的密封的壳体121在真空中干燥，通过该至少一个开口在真空中将电解液填充到经干燥的密封的壳体121中，以及将壳体121的该至少一个开口密封以形成锂离子电池100。

[0065] 尽管已经详细描述了本发明及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本文可以进行各种改变、替换和变更。此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的具体实施例。如本领域普通技术人员从本发明的披露内容中将容易理解的，根据本发明可以利用目前存在或以后将要开发的、执行基本相同的功能或实现与本文所描述的相应实施例基本相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法、或步骤。因此，所附权利要求旨在将这样的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在其范围内。

[0066] 此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的具体实施例。