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定 性。在干、濕狀態下測試電極的附著力。掃描電子顯微鏡（SEM)和光學顯微鏡用于檢測電 極表面和橫截面的均一性，包括電極組件（如活性物質，導電碳和粘合劑）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準生產規程才能合格：
[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。 根據標準操作規程，涂層表面和干粘合力的等級分為1至4級。
[0067] 熱電解質測試：將3塊1英寸X1英寸的電極浸泡在85°C電解質中2個小時。冷 卻后將電極用吸紙吸干。在已經揩干的電極上，測試者用刀片末端輕輕刮電極。根據標準 操作規程，濕態附著力共分為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，電極的組成和結構得到驗證。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lmo1LiPF6的電解液。
[0069] 在低C倍率下（C/10)，用Maccor電池測試設備測定三組電池的容量和電能，以測 定電池的循環特性。根據充放電曲線的電壓、電流、時間和鋰離子電池的質量，計算電池的 比能（Wh/kg)，并將所測得結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，以評價循環特性。根據在特定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中庫倫效率增加，在接下來的循環之后出 現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] 以上數據表明，不可逆容量損失（ICL)降低了將近20%，這是可觀的數字，也是之 前從未達到的水準。
[0075] 紐扣電池的循環電壓為0. 01V至0. 7V，鋰離子電池循環電壓為3. 0V至4. 3V。可 逆儲存容量以Ah為單位，相對于循環次數做圖。在+0. 5C/-0. 5C的倍率和室溫條件下，計 算電池的循環壽命。電池容量大于200mAh的鋰離子電池，在放電深度（D0D)為100%時，循 環壽命大于300個循環數。圖1A給出了這些系列實驗的數據，表明摻入本申請所述材料的 電池的循環數大于250,充放電循環穩定性優良。
[0076] 本申請對被測電池的深度放電循環（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。 所述電池根據硅的比例不同，循環電壓為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，以循環數為橫軸，與現有技術中的石墨陽極和未做處理的 硅復合材料進行比較。與未經涂布的陽極材料（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（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出卓越的提高（圖2B)。
[0078] 這些袋裝電池也表現出良好的循環壽命。如圖3所示，并入未經涂布的陽極活性 材料的電池在循環數為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/石墨復合材料以及石墨基陽極材料在使用時也 可以預期相似的結果。
[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界面材料，所述 人造有機固體電解質界面材料包含水溶性有機聚合物；所述人造固體電解質界面形成交聯 聚合物涂層，所述涂層聚合在所述電極基材上。
[0083] 要素2 :根據要素1所述的材料，其中，所述人造固體電解質界面材料還包含交聯 劑。
[0084] 要素3 :根據要素2所述的材料，其中，所述交聯劑包含金屬離子或路易斯堿。
[0085] 要素4 :根據要素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 :根據要素2所述的材料，其中，所述交聯劑為四硼酸鋰。
[0087] 要素6 :根據要素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 界面材料還包含電解質溶劑或者能夠吸收電解質溶劑，所述電解質溶劑視情況可為碳酸鹽 電解質溶劑。
[0088] 要素7 :根據要素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 所述交聯劑的比例為4:1至1:1。
[0090] 要素9 :根據要素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/石墨復合物，或這些物質的組合。
[0093] 要素12 :根據要素11所述的材料，其中，所述電極基材為含硅和石墨的硅復合物。
[0094] 要素13 :根據要素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 合納米線。
[0095] 要素14 :根據要素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界面材料之間。
[0096] 要素15 :根據要素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 電池的陽極。
[0097] 要素16 :-種電化學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劑結合，所述聚合物和所述交聯劑成一 定的比例；聚合步驟，令所述聚合物和所述交聯劑聚合，以在所述電極基材上形成聚合態的 人造固體電解質界面材料。
[0098] 要素17 :根據要素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 交聯劑的比例為4:1至1:1。
[0103] 要素22 :根據要素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 硅和石墨的硅復合物。
[0104] 要素23 :根據要素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-石墨復合納米線。
[0105] 要素24 :根據要素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界面材料之間。
[0106] 要素25 :根據要素16至20中任意一項所述的方法，其中，所述電極包括根