為35%至40%的孔隙率范圍。通過流變儀來檢測漿料的粘度和穩(wěn)定 性。在干、濕狀態(tài)下測試電極的附著力。掃描電子顯微鏡（SEM)和光學(xué)顯微鏡用于檢測電 極表面和橫截面的均一性，包括電極組件（如活性物質(zhì)，導(dǎo)電碳和粘合劑）是否均勻分散， 厚度/孔隙率是否均勻。使用2至5公斤級的雙行星式攪拌機在控溫控壓，高速剪切條件 下，對衆(zhòng)料進行混合。ToyoSystems150WI擠出流延涂布器對電極進行涂布，所述涂布器能 夠進行150mm寬度的涂布，支持雙面，連續(xù)式或間歇式的電極沉積。IRMModel200熱輥輪 壓延壓力機用于將電極壓延成型到所要的孔隙率。
[0065] 電極的附著力和柔韌性需滿足標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)規(guī)程才能合格：
[0066] 心軸測試法：該被測單元在兩個輯輪中放置一芯棒（尺寸在1. 0mm至4. 0mm)，電 極樣品開有4英寸長的狹縫，雙手握住電極兩端，將電極樣品在芯軸棒上來回滾5至6次。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，涂層表面和干粘合力的等級分為1至4級。
[0067] 熱電解質(zhì)測試：將3塊1英寸X1英寸的電極浸泡在85°C電解質(zhì)中2個小時。冷 卻后將電極用吸紙吸干。在已經(jīng)揩干的電極上，測試者用刀片末端輕輕刮電極。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 操作規(guī)程，濕態(tài)附著力共分為1至4個等級。
[0068] 每個摻入涂層材料的陽極都要在半電池和全電池中進行測試。在紐扣半電池和鋰 離子袋裝電池（250mAh)中，電極的組成和結(jié)構(gòu)得到驗證。為了便于解釋說明，上述涂層電 極材料被用作紐扣電池的電極，紐扣電池被裝配成以氬氣填充的盒子，其中使用鋰鎳鈷錳 氧化物（LNCM)陰極與鋰離子電池中的涂層硅陽極相匹配。最開始的一系列測試中，所述紐 扣電池使用在比例為1:1:1的EC:DMC:DEC混合物中含有l(wèi)mo1LiPF6的電解液。
[0069] 在低C倍率下（C/10)，用Maccor電池測試設(shè)備測定三組電池的容量和電能，以測 定電池的循環(huán)特性。根據(jù)充放電曲線的電壓、電流、時間和鋰離子電池的質(zhì)量，計算電池的 比能（Wh/kg)，并將所測得結(jié)果與計算值進行比較。以該C倍率下（C/10)的容量和電能為 基線，測定電池的充放電性能和循環(huán)壽命。
[0070] 在不同的(：倍率（(：/10、(：/5、(：/2、1(：、2(：、5(：、10(：和30〇下，測定電池的充放電容 量，以評價循環(huán)特性。根據(jù)在特定C倍率下相對于C/10的比值，可以計算在不同C倍率下 的充放電容量保持量。
[0071] 表2中，所述涂層電極材料在首次循環(huán)中庫倫效率增加，在接下來的循環(huán)之后出 現(xiàn)較低的不可逆容量損失（ICL):粘合劑為CMC的電極或粘合劑為PVDF的電極的庫倫效率 都增加。
[0072] 表 2
[0073]
[0074] 以上數(shù)據(jù)表明，不可逆容量損失（ICL)降低了將近20%，這是可觀的數(shù)字，也是之 前從未達到的水準(zhǔn)。
[0075] 紐扣電池的循環(huán)電壓為0. 01V至0. 7V，鋰離子電池循環(huán)電壓為3. 0V至4. 3V。可 逆儲存容量以Ah為單位，相對于循環(huán)次數(shù)做圖。在+0. 5C/-0. 5C的倍率和室溫條件下，計 算電池的循環(huán)壽命。電池容量大于200mAh的鋰離子電池，在放電深度（D0D)為100%時，循 環(huán)壽命大于300個循環(huán)數(shù)。圖1A給出了這些系列實驗的數(shù)據(jù)，表明摻入本申請所述材料的 電池的循環(huán)數(shù)大于250,充放電循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)良。
[0076] 本申請對被測電池的深度放電循環(huán)（0. 5C/-0. 5C)進行了研究。包含人造SEI涂 層電極材料的電池循環(huán)壽命至少提高了 25% (提高幅度在26%與42%之間），對于相同保 留容量下的相對保留循環(huán)壽命，在較低的保留容量下的提高更大（圖1B)。
[0077] 表1中的人造SEI涂層電極材料被并入陽極中并進而在袋裝電池中進行了測試。 所述電池根據(jù)硅的比例不同，循環(huán)電壓為4. 3V至3V和3V至4. 2V。圖2和圖3中，可逆陽 極的蓄電容量以mAh/g為單位，以循環(huán)數(shù)為橫軸，與現(xiàn)有技術(shù)中的石墨陽極和未做處理的 硅復(fù)合材料進行比較。與未經(jīng)涂布的陽極材料（對照組）相比，硅含量為8%的陽極的比容 量大大改善，這種狀況可以維持至少150個循環(huán)（圖2A)。相似地，使用硅含量為16%的硅 陽極的人造SEI涂層電極材料也表現(xiàn)出卓越的提高（圖2B)。
[0078] 這些袋裝電池也表現(xiàn)出良好的循環(huán)壽命。如圖3所示，并入未經(jīng)涂布的陽極活性 材料的電池在循環(huán)數(shù)為197時容量衰減為70%。將涂層硅活性材料并入陽極的被測電池在 243個循環(huán)時，容量仍然大于70%。
[0079] 對上述袋裝電池放電速率容量進行了測定。圖4所示，PVA/LTB涂層陽極基材的 放電速率容量大幅度提高。
[0080] 利用硅/石墨，碳覆硅，或碳覆硅/石墨復(fù)合材料以及石墨基陽極材料在使用時也 可以預(yù)期相似的結(jié)果。
[0081] 要素列表
[0082] 要素1 : 一種電極材料，包括：電極基材；以及人造有機固體電解質(zhì)界面材料，所述 人造有機固體電解質(zhì)界面材料包含水溶性有機聚合物；所述人造固體電解質(zhì)界面形成交聯(lián) 聚合物涂層，所述涂層聚合在所述電極基材上。
[0083] 要素2 :根據(jù)要素1所述的材料，其中，所述人造固體電解質(zhì)界面材料還包含交聯(lián) 劑。
[0084] 要素3 :根據(jù)要素2所述的材料，其中，所述交聯(lián)劑包含金屬離子或路易斯堿。
[0085] 要素4 :根據(jù)要素3所述的材料，其中，所述金屬離子為硼、鉻、鈦、錯或銻。
[0086] 要素5 :根據(jù)要素2所述的材料，其中，所述交聯(lián)劑為四硼酸鋰。
[0087] 要素6 :根據(jù)要素1至5中任意一項所述的材料，其中，所述人造有機固體電解質(zhì) 界面材料還包含電解質(zhì)溶劑或者能夠吸收電解質(zhì)溶劑，所述電解質(zhì)溶劑視情況可為碳酸鹽 電解質(zhì)溶劑。
[0088] 要素7 :根據(jù)要素1至5中任意一項所述的材料，其中，所述水溶性有機聚合物為 PAA、PVA，或PMMA。
[0089] 要素8 :根據(jù)要素2至5中任意一項所述的材料，其中，所述水溶性有機聚合物和 所述交聯(lián)劑的比例為4:1至1:1。
[0090] 要素9 :根據(jù)要素1至5中任意一項所述的材料，其中，所述人造固體電解質(zhì)界面 材料在所述電極基材上，占所述電極材料的總重量的〇. 05%至5%。
[0091] 要素10 :根據(jù)要素1至5中任意一項所述的材料，其中，所述電極基材包含嵌鋰材 料。
[0092] 要素11 :根據(jù)要素1至5中任意一項所述的材料，其中，所述電極材料包括硅、石 墨、硅/石墨復(fù)合物，或這些物質(zhì)的組合。
[0093] 要素12 :根據(jù)要素11所述的材料，其中，所述電極基材為含硅和石墨的硅復(fù)合物。
[0094] 要素13 :根據(jù)要素1至5中任意一項所述的材料，其中，所述電極基材為硅石墨復(fù) 合納米線。
[0095] 要素14 :根據(jù)要素13所述的材料，其中，所述納米線涂覆有碳中間層，所述碳中間 層位于所述納米線和所述人造固體電解質(zhì)界面材料之間。
[0096] 要素15 :根據(jù)要素1至5中任意一項所述的材料，其中，所述電極基材用作電化學(xué) 電池的陽極。
[0097] 要素16 :-種電化學(xué)裝置中電極的制備方法，所述方法包括以下步驟：提供電極 基材；將所述電極基材與水溶液中的聚合物和交聯(lián)劑結(jié)合，所述聚合物和所述交聯(lián)劑成一 定的比例；聚合步驟，令所述聚合物和所述交聯(lián)劑聚合，以在所述電極基材上形成聚合態(tài)的 人造固體電解質(zhì)界面材料。
[0098] 要素17 :根據(jù)要素16所述的制備方法，其中，所述聚合步驟在30°C至70°C的溫度 下進行。
[0099] 要素18 :根據(jù)要素16所述的制備方法，其中，所述聚合步驟在50°C的溫度下進行。 [0100] 要素19 :根據(jù)要素16所述的制備方法，其中，所述聚合步驟的聚合時間為5分鐘 至30分鐘。
[0101] 要素20 :根據(jù)要素19所述的制備方法，其中，所述聚合步驟的聚合時間為15分 鐘。
[0102] 要素21 :根據(jù)要素16至20中任意一項所述的制備方法，其中，所述聚合物和所述 交聯(lián)劑的比例為4:1至1:1。
[0103] 要素22 :根據(jù)要素16至20中任意一項所述的制備方法，其中，所述電極基材為含 硅和石墨的硅復(fù)合物。
[0104] 要素23 :根據(jù)要素16至20中任意一項所述的制備方法，其中，所述電極基材為 硅-石墨復(fù)合納米線。
[0105] 要素24 :根據(jù)要素23所述的制備方法，其中，所述納米線涂覆有碳中間層，所述碳 中間層位于所述電極基材和所述人造固體電解質(zhì)界面材料之間。
[0106] 要素25 :根據(jù)要素16至20中任意一項所述的方法，其中，所述電極包括根