CN114373883A - 自锂化电池组电池及其预锂化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自锂化电池组电池及其预锂化方法。自锂化电池组电池包括具有集流体的阳极、施加到集流体上的包含石墨、硅粒子和/或SiOx粒子（其中x为小于或等于2）的基质材料、和与集流体接触的锂箔。预锂化电池组电池的方法包括将电池组电池充电并放电，以便通过引起锂离子从锂箔迁移至阴极和/或阳极来耗尽锂箔。方法可以进一步包括随后对电池组进行重复充电和放电，同时将耗尽的锂箔保留在电池组电池中。锂箔可以是纯元素锂金属或锂‑镁合金。锂箔可以包含10重量%至99重量%的锂和1重量%至90重量%的镁。阳极集流体可以包括穿孔。
Description
技术领域
本发明涉及预锂化电池组电池的方法和自锂化电池组电池。
背景技术
锂离子电池组描述了一类可再充电电池组，其中锂离子在负电极（即阳极）与正电极（即阴极）之间移动。液体、固体和聚合物电解质可以促进锂离子在阳极与阴极之间的移动。锂离子电池组因其高能量密度和经受连续充电和放电循环的能力在国防、汽车和航空航天应用越来越受欢迎。
发明内容
提供了预锂化电池组电池的方法。该方法可以包括提供电池组电池，其包括通过可中断的外部电路与阳极电连接的阴极。该阳极包括集流体、施加到集流体上并包含石墨、硅粒子和/或SiOx粒子（其中x为小于或等于2）的基质材料、和与集流体接触的锂箔。方法进一步包括将电池组电池充电并将电池组电池放电，以便通过引起锂离子从锂箔迁移至阴极和/或阳极来耗尽锂箔。方法可以进一步包括随后对电池组进行重复充电和放电，同时将耗尽的锂箔保留在电池组电池中。锂箔可以是纯元素锂金属。锂箔可以是锂-镁合金或锂-锌合金。锂箔可以包含10重量%至99重量%的锂和1重量%至90重量%的镁。阳极可以包括两个阳极集流体，其各自具有内表面和外表面，并且锂箔可以与各阳极集流体的内表面相邻安置，并且将基质材料施加到各阳极集流体的外表面上。基质材料可以施加到阳极集流体上，使得阳极集流体的一个或多个区域保持未涂覆，并且锂箔可以与阳极集流体的一个或多个未涂覆区域相邻设置。阳极集流体可以包括穿孔。
还提供了自锂化电池组电池，其可以包括通过可中断的外部电路与阳极电连接的阴极。该阳极可以包括集流体、施加到集流体上并包含石墨、硅粒子和/或SiOx粒子（其中x为小于或等于2）的基质材料、和与集流体接触的锂箔。自锂化电池组电池在重复充电和放电时可以在电池组电池中包含耗尽的锂箔。该锂箔可以是纯元素锂金属。锂箔可以是锂-镁合金或锂-锌合金。锂箔可以包含10重量%至99重量%的锂和1重量%至90重量%的镁。阳极可以包括两个阳极集流体，其各自具有内表面和外表面，并且锂箔可以与各阳极集流体的内表面相邻设置，并且将基质材料施加到各阳极集流体的外表面上。基质材料可以施加到阳极集流体上，使得阳极集流体的一个或多个区域保持未涂覆，并且锂箔可以与阳极集流体的一个或多个未涂覆区域相邻安置。阳极集流体可以包括穿孔。
本发明公开了以下实施方案：
1．预锂化电池组电池的方法，所述方法包括：
提供电池组电池，其包括通过可中断的外部电路与阳极电连接的阴极，其中所述阳极包括：
集流体，
施加到集流体上并包含石墨、硅粒子和/或SiOx粒子的基质材料，其中x为小于或等于2，和
与所述集流体接触的锂箔；
将所述电池组电池充电；和
将所述电池组电池放电，以便通过引起锂离子从锂箔迁移至所述阴极和/或所述阳极来耗尽所述锂箔。
2．根据实施方案1所述的方法，进一步包括随后对所述电池组进行重复充电和放电，同时将耗尽的锂箔保留在所述电池组电池中。
3．根据实施方案1所述的方法，其中所述锂箔包含纯元素锂金属。
4．根据实施方案1所述的方法，其中所述锂箔包含锂-镁合金或锂-锌合金。
5．根据实施方案4所述的方法，其中所述锂箔包含10重量%至99重量%的锂和1重量%至90重量%的镁。
6．根据实施方案1所述的方法，其中所述阳极包括两个阳极集流体，其各自具有内表面和外表面，并且所述锂箔与各阳极集流体的内表面相邻设置，并且将基质材料施加到各阳极集流体的外表面上。
7．根据实施方案1所述的方法，其中将所述基质材料施加到所述阳极集流体上，使得所述阳极集流体的一个或多个区域保持未涂覆，并且所述锂箔与所述阳极集流体的一个或多个未涂覆区域相邻安置。
8．根据实施方案1所述的方法，其中所述阳极集流体包括穿孔。
9．自锂化电池组电池，包括：
通过可中断的外部电路与阳极电连接的阴极，其中所述阳极包括：
集流体，
施加到集流体上并包含石墨、硅粒子和/或SiOx粒子的基质材料，其中x为小于或等于2，和
与所述集流体接触的锂箔；
10．根据实施方案9所述的自锂化电池组电池，其在重复充电和放电时在所述电池组电池中进一步包含耗尽的锂箔。
11．根据实施方案9所述的自锂化电池组电池，其中所述锂箔包含纯元素锂金属。
12．根据实施方案9所述的自锂化电池组电池，其中所述锂箔包含锂镁合金或锂-锌合金。
13．根据实施方案12所述的自锂化电池组电池，其中所述锂箔包含10重量%至99重量%的锂和1重量%至90重量%的镁。
14．根据实施方案9所述的自锂化电池组电池，其中所述阳极包括两个阳极集流体，其各自具有内表面和外表面，并且所述锂箔与各阳极集流体的内表面相邻设置，并且将基质材料施加到各阳极集流体的外表面上。
15．根据实施方案9所述的自锂化电池组电池，其中将所述基质材料施加到所述阳极集流体上，使得所述阳极集流体的一个或多个区域保持未涂覆，并且所述锂箔与所述阳极集流体的一个或多个未涂覆区域相邻安置。
16．根据实施方案9所述的自锂化电池组电池，其中所述阳极集流体包括穿孔。
示例性实施方案的其它目的、优点和新颖特征将由示例性实施方案和附图的以下详述而变得更为明显。
附图说明
图1示出了根据一个或多个实施方案的锂电池组电池；
图2示出了根据一个或多个实施方案的混合动力电动车的示意图；
图3A示出了根据一个或多个实施方案的自锂化电池组电池充电的示意图；
图3B示出了根据一个或多个实施方案的自锂化电池组电池放电的示意图；
图4A示出了根据一个或多个实施方案的自锂化电池组电池充电的示意图；和
图4B示出了根据一个或多个实施方案的自锂化电池组电池放电的示意图。
具体实施方式
本文中描述了本公开的实施方案。然而，要理解的是，公开的实施方案仅仅是实例，并且其它实施方案可以采取各种和替代的形式。附图不一定是按比例的；一些特征可以被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其它附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施方案。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施方案。但是，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式可以是合意的。
本文中提供了自锂化电池组电池及其锂化方法。本文中公开的电池组电池使用基于锂的箔在常规锂离子电池组中接触阳极集流体，其避免了每个电池组电池对第三电极的需要和/或昂贵且繁琐的预锂化方法。本文中提供的电池组电池和方法尽量减少或消除了电池组电池的低初始库仑效率、低劣的长期循环性能和低能量密度。
图1示出了锂电池组电池10，其包括负电极（即阳极）11、正电极（即阴极）14、可操作地设置在阳极11与阴极14之间的电解质17、和隔离件18。阳极11、阴极14和电解质17可以封装在容器19中，其例如可以是硬质（例如金属）盒或软质（例如聚合物）袋。阳极11与阴极14位于隔离件18的相对侧，该隔离件18可以包含能够传导锂离子和任选的电解质（即液体电解质）的微孔聚合物或其它合适的材料。电解质17是包含一种或多种溶解在非水性溶剂中的锂盐的液体电解质。阳极11通常包括集流体12和施加于其上的锂嵌入基质材料13。阴极14通常包括集流体15和施加于其上的基于锂的活性材料16。例如，如下文将描述的，电池组电池10尤其可以包含锂金属氧化物活性材料16。活性材料16例如可以在高于嵌入基质材料13的电势下储存锂离子。与两个电极相关的集流体12和15通过可中断的外部电路连接，所述可中断的外部电路允许电流在电极之间通过，以电平衡锂离子的相关迁移。尽管为清楚起见在图1中示意性示出了基质材料13和活性材料16，但基质材料13与活性材料16可以在阳极11和阴极14分别与电解质17之间包含除此之外的界面。
电池组电池10可以用于多种应用。例如，图2示出了包括电池包20和相关组件的混合动力电动车1的示意图。电池包如电池包20可以包括多个电池组电池10。多个电池组电池10可以并联连接以形成组，并且多个组可以例如串联连接。本领域技术人员将理解，使用本文中公开的电池组电池架构可实现任意数量的电池组电池连接构造，并且本领域技术人员将进一步认识到，车辆应用不限于所述车辆架构。电池包20可以向牵引逆变器2提供能量，所述牵引逆变器2将直流电（DC）电池组电压转换为三相交流电（AC）信号，其由驱动电动机3使用以推动车辆1。发动机5可以用于驱动发电机4，所述发电机4转而可以提供能量以便经由逆变器2为电池包20再充电。外部（例如电网）电力也可以用于经由附加电路（未显示）为电池包20再充电。发动机5可以包括例如汽油或柴油发动机。
电池组电池10通常通过在阳极11与阴极14之间可逆地传递锂离子来运行。当充电时，锂离子由阴极14移动至阳极11，并在放电时由阳极11移动至阴极14。在放电开始时，阳极11含有高浓度的嵌入/合金化锂离子，而阴极14相对贫化，并且在这样的情况下在阳极11与阴极14之间建立闭合的外部电路导致从阳极11中提取嵌入/合金化锂离子。当提取的锂原子在电极-电解质界面处离开嵌入/合金化基质时，其分解为锂离子和电子。锂离子被离子导电电解质17携带穿过隔离件18的微孔从阳极11到阴极14，而同时电子通过外部电路由阳极11传输至阴极14，以平衡整个电化学电池。可以利用电子经外部电路的该流动，并将其馈送至负载装置，直到负电极中嵌入/合金化锂的水平低于可用水平或电力需求终止。
电池组电池10可在其可用容量部分或完全放电后再充电。为了向锂离子电池组电池充电或重新供电，将外部电源（未显示）连接到正电极与负电极上以驱动电池组放电电化学反应的逆向进行。也就是说，在充电过程中，外部电源提取存在于阴极14中的锂离子以产生锂离子和电子。锂离子被电解质溶液携带穿过隔离件返回至阳极11，并且电子经外电路驱动返回至阳极11。锂离子和电子最终在负电极处重新结合，由此为其补充嵌入/合金化锂，以便用于未来的电池组电池放电。
锂离子电池组电池10或包括多个串联和/或并联连接的电池组电池10的电池组模块或电池包可以用于向相关负载装置可逆地供应功率和能量。锂离子电池组还可用于各种消费电子设备（例如膝上型计算机、照相机和蜂窝/智能电话）、军用电子设备（例如无线电、侦雷器和热武器）、飞行器和人造卫星等等。锂离子电池组、模块和包可并入车辆，如混合动力电动车（HEV）、电池组电动车（BEV）、插电式HEV或增程电动车（EREV）以产生足够的功率和能量来运行车辆的一个或多个***。例如，电池组电池、模块和包可与汽油或柴油内燃机组合使用以推动车辆（如混合动力电动车），或可单独使用以推动车辆（如在电池组供电车辆中）。
回到图1，电解质17在阳极11与阴极14之间传导锂离子，例如在电池组电池10的放电或充电过程中。电解质17包含一种或多种溶剂和溶解在该一种或多种溶剂中的一种或多种锂盐。合适的溶剂可以包括环状碳酸酯（碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯）、无环碳酸酯（碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯）、脂族羧酸酯（甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯）、γ-内酯（γ-丁内酯、γ-戊内酯）、链结构醚（1,3-二甲氧基丙烷、1,2-二甲氧基乙烷(DME)、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷）、环状醚（四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环）及其组合。可以溶解在一种或多种有机溶剂中以形成非水性液体电解质溶液的锂盐的非限制性列举包括LiClO4、LiAlCl4、LiI、LiBr、LiSCN、LiBF4、LiB(C6H5)4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(FSO2)2、LiPF6及其混合物。
在一个实施方案中，微孔聚合物隔离件18可以包含聚烯烃。该聚烯烃可以是均聚物（衍生自单一单体成分）或杂聚物（衍生自超过一种单体成分），可以是直链或支链的。如果采用衍生自两种单体成分的杂聚物，则聚烯烃可以采用任何共聚物链排列，包括嵌段共聚物或无规共聚物的那些。如果聚烯烃是衍生自多于两种的单体成分的杂聚物的话同样如此。在一个实施方案中，聚烯烃可以是聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）或PE与PP的共混物。除聚烯烃之外，微孔聚合物隔离件18还可包含其它聚合物，例如但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚偏二氟乙烯（PVdF）和/或聚酰胺（尼龙）。隔离件18可以任选为涂覆有陶瓷的材料，其包括陶瓷类型的氧化铝（例如Al2O3）和锂化沸石型氧化物等等中的一种或多种。锂化沸石型氧化物可以增强锂离子电池组，如电池组电池10的安全性和循环寿命性能。技术人员将毫无疑问地知晓和理解许多可用于制造微孔聚合物隔离件18的聚合物和市售产品，以及可用于生产微孔聚合物隔离件18的许多制造方法。
活性材料16可以包括任何可以充分经受锂嵌入和脱嵌，同时充当电池组电池10的正极端子的基于锂的活性材料。活性材料16还可以包括聚合物粘合剂材料，以便在结构上将基于锂的活性材料保持在一起。活性材料16可以包含锂过渡金属氧化物（例如层状锂过渡金属氧化物）。阴极集流体15可以包括铝或技术人员已知的任何其它合适的导电材料，并可以以箔或格栅形状成形。阴极集流体15可以用高度导电材料处理（例如涂覆），所述高度导电材料包括导电炭黑、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯和气相生长碳纤维（VGCF）等等中的一种或多种。相同的高度导电材料可以附加或替代地分散在基质材料13中。
适于用作活性材料16的锂过渡金属氧化物可以包含尖晶石锂锰氧化物（LiMn2O4）、钴酸锂（LiCoO2）、镍-锰氧化物尖晶石（Li(Ni0.5Mn1.5)O2）、层状镍-锰-钴氧化物（通式为xLi2MnO3·(1-x)LiMO2，其中M由任意比例的Ni、Mn和/或Co组成）中的一种或多种。层状镍-锰氧化物尖晶石的具体实例是xLi2MnO3·(1−x)Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2。其它合适的基于锂的活性材料包括Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2、LiNiO2、Lix+yMn2-yO4（LMO，0 < x < 1且0 < y <0.1）或锂铁聚阴离子氧化物，如磷酸锂铁（LiFePO4）或氟磷酸锂铁（Li2FePO4F）。也可使用其它基于锂的活性材料，如LiNixM1-xO2（M由任意比例的Al、Co和/或Mg组成）、LiNi1-xCo1-yMnx+yO2或LiMn1.5-xNi0.5-yMx+yO4（M由任意比例的Al、Ti、Cr和/或Mg组成）、稳定化的锂锰氧化物尖晶石（LixMn2-yMyO4，其中M由任意比例的Al、Ti、Cr和/或Mg组成）、锂镍钴铝氧化物（例如LiNi0.8Co0.15Al0.05O2或NCA）、铝稳定化的锂锰氧化物尖晶石（LixMn2-xAlyO4）、锂钒氧化物（LiV2O5）、Li2MSiO4（M由任意比例的Co、Fe和/或Mn组成）和任何其它高效镍-锰-钴材料（HE-NMC、NMC或LiNiMnCoO2）。“任意比例”是指任何元素可以以任何量存在。因此，例如，M可以是Al，含有或不含有Co和/或Mg，或所列元素的任何其它组合。在另一实例中，可在基于锂过渡金属的活性材料的任意实例的晶格中进行阴离子取代以稳定晶体结构。例如，任何O原子可被F原子取代。
阳极集流体12可以包括铜、铝、不锈钢或技术人员已知的任何其它合适的导电材料。阳极集流体12可以用高度导电材料处理（例如涂覆），包括导电炭黑、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯和气相生长碳纤维（VGCF）等等中的一种或多种。施加到阳极集流体12上的基质材料13可以包括可以充分经受锂离子嵌入、脱嵌和合金化，同时充当锂离子电池组10的负极端子的任何锂基质材料。基质材料13可以任选进一步包括聚合物粘合剂材料以便在结构上将锂基质材料保持在一起。例如，在一个实施方案中，除本领域中已知的其它之外，基质材料13可以包括碳质材料（例如石墨）和/或一种或多种粘合剂（例如聚偏二氟乙烯(PVdF)、三元乙丙橡胶(EPDM)、羧甲氧基纤维素(CMC)和苯乙烯1,3-丁二烯聚合物(SBR)）。
硅对锂具有最高的已知理论充电容量，使其成为可再充电锂离子电池组的最有前途的阳极基质材料13之一。在两个常见实施方案中，硅基质材料13可以包含Si粒子和/或SiOx粒子。SiOx粒子（其中通常x ≤ 2）的组成可以变化。在一些实施方案中，对于一些SiOx粒子，x ≈ 1。例如，x可以为大约0.9至大约1.1，或大约0.99至大约1.01。在SiOx粒子体中，可进一步存在SiO2和/或Si的畴。除其它可能尺寸之外，包含Si粒子或SiOx粒子的硅基质材料13可以包括大约20 nm至大约20 µm的平均粒径。
在“新”阳极的首次循环过程中，由于在首次循环过程中通常不可逆地捕获锂，所以基于硅的阳极通常表现出低劣的初始库仑效率。例如，在硅电极中，固体电解质界面（SEI）层可以在基质材料13上形成并捕获锂。在另一实例中，在SiOx电极中，锂可以通过在基质材料13中形成Li4SiO4和/或Li2O而变得被不可逆地捕获。在任一情况下，锂无法传输回到阴极14所导致的不佳的初始库仑效率可以需要阴极活性材料16负载过量的锂以补偿首次循环过程中阳极11所消耗的锂，其不利地降低电池组电池10的能量密度。
因此，本文中提供了自锂化电池组电池及其锂化方法。电池组电池和方法提供了表现出高初始库仑效率并通常提高电池组电池性能的阳极和电池组电池。仅为清楚起见，将结合图3A-B和4A-B的电池组电池10来描述方法，并且本领域技术人员将理解此类方法不意在受限于此。参照图3A-B和4A-B，预锂化电池组电池的方法包括提供电池组电池，其包括通过可中断的外部电路（显示在图1中）电连接到阳极10上的阴极14，其中阳极11包括集流体12、施加到集流体12上的基质材料13和与集流体11接触的锂箔311；将电池组电池10充电301；和将电池组电池10放电302。在图3A和4A中，白色箭头描绘了在充电301的过程中，锂离子由阴极14迁移至阳极11。在图3B和4B中，白色箭头描绘了锂离子由锂箔311和阳极11迁移至阴极，在阳极中留下耗尽的锂箔312。耗尽的锂箔312可以包含一部分邻近锂箔311的原始位置的锂（即未迁移至电池组电池10的其它地方的锂），或基本不包括邻近锂箔311的原始位置的锂（即基本上所有存在于锂箔311中的锂均已迁移到电池组电池10的其它地方）。如上所述，基质材料13可以包含硅粒子或SiOx粒子，其中x为小于或等于2。基质材料13在一些实施方案中可以包含石墨和硅粒子与SiOx粒子中的一种或多种。
在具有基于硅的阳极的锂离子电池组的初始循环过程中，后者在充电过程中被阴极锂化，但在后续放电循环过程中并非所有锂均返回阴极。在本公开中，初始充电过程中阴极14损失的锂在放电过程中由锂箔中存在的锂来补偿，所述锂箔充当锂储器。在充电301和放电302的过程中进行的预锂化可以通过控制电压窗口以避免镀锂和确保来自锂箔311的锂耗尽而在重复的充电/放电循环中进行。因此，可以将锂箔311的量定制为再补给阴极14所需的锂的量。
在一些实施方案中，锂箔311除其它大量锂源之外包含纯（例如纯度>95%）元素锂，或锂合金。锂箔311可以采取板、薄箔或其它合适构造的形式。特别地，锂箔311可以包含锂-镁合金或锂-锌合金。锂-镁合金可以包含锂、镁和任选的杂质。例如，锂-镁合金可以包含10重量%至99重量%的锂和1重量%至99重量%的镁、50重量%至99重量%的锂和1重量%至50重量%的镁、或65重量%至99重量%的锂和1重量%至35重量%的镁。所有此类合金可以任选进一步包含小于2重量%、小于0.5重量%、或小于0.1重量%的杂质。在此类实施方案中，耗尽的锂箔312包含在电池组整个寿命过程中持续存在的镁骨架。相对于锂箔311的预锂化益处，镁骨架为电池增加的重量可以视为可忽略的，并且此外，锂-镁合金在大多数制造环境中有利地是高度稳定的。
如图3A-B中所示，阳极11可以包括两个阳极集流体12，其各自具有内表面和外表面，其中锂箔311与各阳极集流体12的内表面相邻设置，并且基质材料13施加到各阳极集流体12的外表面上。如图4A-B中所示，附加地或替代地，基质材料13可以施加到阳极集流体12上，使得阳极集流体的一个或多个保持未涂覆，并且锂箔311可以与阳极集流体12的一个或多个未涂覆区域相邻安置。在任一实施方案以及其它实施方案中，理想地限制锂箔311接触基质材料13。在一些实施方案中，一个或多个阳极集流体包括穿孔以提高电池组电池10的锂化动力学。
虽然上文描述了示例性实施方案，但并非意在使这些实施方案描述权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制，并且要理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，可以组合各个实施方案的特征以形成可能未明确描述或示出的本发明的其它实施方案。虽然各种实施方案可以已经被描述为相对于其它实施方案或现有技术实施方式在一个或多个期望的特性方面提供优点或者是优选的，但是本领域普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可以折衷以实现期望的整体***属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、组装的容易性等等。因此，就一个或多个特性而言描述为与其它实施方案或现有技术实施方式相比较少合意的实施方案不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可以是合意的。
Claims (10)
1.自锂化电池组电池，包括：
通过可中断的外部电路与阳极电连接的阴极，其中所述阳极包括：
集流体，
施加到集流体上并包含石墨、硅粒子和/或SiOx粒子的基质材料，其中x为小于或等于2，和
与所述集流体接触的锂箔。
2.根据权利要求1所述的自锂化电池组电池，其在重复充电和放电时在所述电池组电池中进一步包含耗尽的锂箔。
3.预锂化电池组电池的方法，所述方法包括：
提供电池组电池，其包括通过可中断的外部电路与阳极电连接的阴极，其中所述阳极包括：
集流体，
施加到集流体上并包含石墨、硅粒子和/或SiOx粒子的基质材料，其中x为小于或等于2，和
与所述集流体接触的锂箔；
将所述电池组电池充电；和
将所述电池组电池放电，以便通过引起锂离子从锂箔迁移至所述阴极和/或所述阳极来耗尽所述锂箔。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括随后对所述电池组进行重复充电和放电，同时将耗尽的锂箔保留在所述电池组电池中。
5.根据任一前述权利要求所述的自锂化电池组电池和预锂化电池组电池的方法，其中所述锂箔包含纯元素锂金属。
6.根据任一前述权利要求所述的自锂化电池组电池和预锂化电池组电池的方法，其中所述锂箔包含锂镁合金。
7.根据任一前述权利要求所述的自锂化电池组电池和预锂化电池组电池的方法，其中所述锂箔包含10重量%至99重量%的锂和1重量%至90重量%的镁。
8.根据任一前述权利要求所述的自锂化电池组电池和预锂化电池组电池的方法，其中所述阳极包括两个阳极集流体，其各自具有内表面和外表面，并且所述锂箔与各阳极集流体的内表面相邻设置，并且将基质材料施加到各阳极集流体的外表面上。
9.根据任一前述权利要求所述的自锂化电池组电池和预锂化电池组电池的方法，其中将所述基质材料施加到所述阳极集流体上，使得所述阳极集流体的一个或多个区域保持未涂覆，并且所述锂箔与所述阳极集流体的一个或多个未涂覆区域相邻安置。
10.根据任一前述权利要求所述的自锂化电池组电池和预锂化电池组电池的方法，其中所述阳极集流体包括穿孔。
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