阅读说明：本技术 用于能量存储设备的非水溶剂电解质制剂 (Non-aqueous solvent electrolyte formulations for energy storage devices ) 是由 申俊昊 希厄·明赫·东 黃忠琼 于 2018-11-16 设计创作，主要内容包括：本文提供了改进的电解质制剂。改进的性能可以实现为改进的循环放电速率、改进的容量、改进的库仑效率或改进的循环容量。(Improved electrolyte formulations are provided herein. The improved performance may be realized as an improved cycling discharge rate, an improved capacity, an improved coulombic efficiency, or an improved cycling capacity.)

用于能量存储设备的非水溶剂电解质制剂

通过引用并入任何优先权申请

本申请要求于2017年11月17日提交的题为“NON-AQUEOUS SOLVENT ELECTROLYTEAND ITS FORMULATION FOR DRY BATTERY ELECTRODES”的美国临时专利申请第62/588,174号的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及能量存储设备，并且具体涉及用于能量存储设备中的改进的电解质制剂(electrolyte formulation，电解质配方)。

背景技术

电能存储电池广泛用于向电子、机电、电化学和其他有用的设备提供电力。这种电池包括一次化学电池、二次(可再充电)电池、燃料电池和各种电容器，包括超级电容器。对于增强能量存储、增加电力容量和拓宽现实生活用例，增加包括电容器的能量存储设备的操作电压和温度是合乎需要的。

锂离子电池作为电源已被广泛应用于许多商业和工业用例，例如消费类设备、生产设备和电池驱动的车辆等。然而，对能量存储设备的需求正在持续、快速增长。例如，汽车工业正在开发依靠紧凑且高效的能量存储装置的车辆，例如插电式混合动力车辆和纯电动车辆。锂离子电池非常适合于满足未来的需求，然而，需要改进能量密度以提供寿命更长的电池，该电池可以在单次充电中行驶更远。

电解质是常规锂离子电池中决定这些电池的电化学性能和安全性的关键组分之一。电极和电解质之间的相容性部分地控制电池的性能。此外，由于电极变得更厚和/或更重，所以电解质系统在电池中在实现高性能方面起重要作用。

发明内容

为了概述本发明和相对于现有技术所实现的优点，本文描述了本发明的某些目的和优点。并非所有这些目的或优点都可以在本发明的任何特定实施例中实现。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本发明可以以实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点的方式来实现或实施，而不必实现本文所教导或建议的其他目的或优点。

在第一方面，一种能量存储设备可以包括如本文所提供的一种改进的电解质制剂。在一些实现方式中，该能量存储设备是锂离子电池。

一个实施例是一种能量存储设备，其包含：包括正极活性材料的正极；包括负极活性材料的负极；在正极和负极之间的间隔件(separator)；以及包括锂盐和非水电解质溶剂制剂的电解质，该非水电解质溶剂制剂包括碳酸乙烯酯(EC)和附加溶剂，附加溶剂选自碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸丙烯酯(PC)中的至少一种，其中EC与附加溶剂的体积比为约1:2至约1:4。

另一个实施例是一种形成能量存储设备的方法。该方法可以包括：提供壳体，将正极、负极以及正极和负极之间的间隔件放置到壳体中，其中正极和负极中的至少一个不含溶剂残余物；以及将包括锂盐和非水电解质溶剂制剂的电解质放置到壳体中，非水电解质溶剂制剂包括碳酸乙烯酯(EC)和附加溶剂，附加溶剂选自碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸丙烯酯(PC)中的至少一种，其中EC与附加溶剂的体积比为约1:2至约1:4。

所有这些实施例旨在本文所公开的本发明的范围内。从下面参照附图对优选实施例的详细描述中，本发明的这些和其他实施例对于本领域的技术人员将变得显而易见，本发明不限于所公开的任何特定优选实施例。

附图说明

图1描绘了示出具有改进的电解质制剂的能量存储设备的示例性实施例的纵向截面图。

图2描绘了具有改进的电解质制剂的能量存储设备的实施例。

图3A和图3B示出了根据示例1的半电池形式的天然石墨电极的(图3A)充电和放电容量以及(图3B)库仑效率。

图4A和图4B示出了在根据示例1的半电池配置中通过干电池电极(图4A)工艺1和(图4B)工艺2制备的人造石墨电极的充电和放电容量。

图5示出了根据示例1的半电池配置中根据工艺3制备的人造石墨电极的充电和放电容量。

图6A和图6B示出了根据示例1的半电池形式的片状人造石墨电极的(图6A)充电和放电容量以及(图6B)库仑效率。

图7A和图7B示出了根据示例1的NMC/石墨全电池的(图7A)充电和放电容量以及(图7B)库仑效率。

图8A、图8B、图8C示出了根据示例2的具有制剂1和3的电解质的NMC 811/石墨全电池和NMC 622/石墨全电池的(图8A和图8B)充电和放电容量以及(图8C)库仑效率。

图9A和图9B示出了根据示例2的具有制剂1的电解质的NMC 622/石墨全电池的(图9A)放电和(图9B)充电容量保持。

图10A和图10B示出了根据示例2的具有制剂3的电解质的NMC622/石墨全电池的(图10A)放电和(图10B)充电容量保持。

具体实施方式

定义

如本文所使用，术语“电池”和“电容器”将被赋予其对于本领域普通技术人员的普通和惯用含义。术语“电池”和“电容器”彼此是非排他性的。电容器或电池可以指可单独操作或作为多电池系统的组件操作的单个电化学电池。

如本文所使用，能量存储设备的电压是单个电池或电容器电池的操作电压。电压可以超过额定电压或在负载下低于额定电压，或根据制造公差。

如本文所提供，“自支撑”电极膜或活性层是并入粘合剂基质结构的电极膜或层，该粘合剂基质结构足以支撑膜或层并维持其形状，使得电极膜或层可以为自立式的。当并入能量存储设备中时，自支撑电极膜或活性层是并入此类粘合剂基质结构的自支撑电极膜或活性层。通常，取决于所采用的方法，这样的电极膜或活性层足够坚固以在没有任何外部支撑元件(诸如，集电体或其他膜)的能量存储设备制造工艺中采用。例如，“自支撑”电极膜可以具有足够的强度以在没有其他支撑元件的情况下在电极制造工艺中被卷绕、处理和展开。

如本文所提供，“无溶剂”电极膜是不包含可检测的加工溶剂、加工溶剂残余物或加工溶剂杂质的电极膜。加工溶剂或传统溶剂包括有机溶剂。干电极膜(诸如正极电极膜或负极电极膜)，可以是无溶剂的。

“湿”电极或“湿工艺”电极是通过至少一个涉及活性材料、粘合剂和加工溶剂、加工溶剂残余物和/或加工溶剂杂质的浆液的步骤制备的电极。湿电极可选地包括添加剂。

说明

本发明的各种实施例涉及用于具有改进性能的能量存储设备的电解质制剂。在一个实施例中，能量存储设备可以是基于锂离子的电池。

一个实施例是具有改进的非水电解质溶剂共混物的能量存储设备。改进的电解质可以改进电解质的物理和化学特性，诸如粘度、润湿性和导电性。电解质的性能影响可部分归因于物理性质(诸如粘度和润湿性)以及化学或电化学性质(诸如电极表面(例如石墨表面)上溶剂的反应性)。活性材料颗粒的形状也可以起作用。例如，石墨材料的颗粒可以是球形石墨(也称为“马铃薯形”石墨)或片状石墨。

在一个实施例中，电解质组合物强化电极(特别是干加工电池电极)的电化学性能。本公开提供用于相对厚或高负载电池电极的电解质组合物。可以将本文所提供的改进的电解质制剂的放电速率性能与典型的锂离子电池电解质进行比较。

在一个实施例中，改进的电解质制剂可以包括锂盐和电解质溶剂(诸如非水或有机溶剂的混合物)以及可选地一种或多种添加剂。例如，改进的电解质可以包括一种或多种碳酸酯，诸如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)，及其组合。电解质还可以包括一种或多种无环碳酸酯，诸如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)，及其组合。

通常，锂盐可以包括氧化还原稳定的阴离子。在一些实施例中，阴离子可以是一价的。在一些实施例中，锂盐可以选自六氟磷酸盐(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、高氯酸锂(LiClO₄)、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LiN(SO₂CF₃)₂)、三氟甲磺酸锂(LiSO₃CF₃)及其组合。在一些实施例中，电解质可以包括选自六氟磷酸盐、四氟硼酸盐和碘化物组成的组的阴离子。在一些实施例中，盐浓度可以是约0.1mol/L(M)至约5M、约0.2M至约3M，或约0.3M至约2M。在进一步的实施例中，电解质的盐浓度可以是约0.7M至约1M。在某些实施例中，电解质的盐浓度可以是约0.2M、约0.3M、约0.4M、约0.5M、约0.6M、约0.7M、约0.8M、约0.9M、约1M、约1.1M、约1.2M或其间值的任何范围。

在一些实施例中，如本文所提供的能量存储设备电解质可以包括液体溶剂。本文所提供的溶剂不需要溶解电解质的每种组分，并且不需要完全溶解电解质的任何组分。在进一步的实施例中，溶剂可以是有机溶剂。在一些实施例中，溶剂可以包括选自碳酸酯、醚和/或酯的一种或多种官能团。在一些实施例中，溶剂可以包括本文描述的碳酸酯。在进一步的实施例中，碳酸酯可以选自环状碳酸酯(诸如，碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)，及其组合)，或无环碳酸酯(诸如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)，及其组合)。在某些实施例中，电解质可以包括LiPF₆和一种或多种碳酸酯。

可以通过调节给定制剂中的个别溶剂比来进一步优化本文所提供的电解质制剂。例如，能量存储设备可以包括具有包括碳酸乙烯酯(EC)和至少一种附加溶剂的非水电解质溶剂制剂。在一个实施例中，附加溶剂可以包括碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)的碳酸二甲酯(DMC)。在一些实施例中，其中EC与附加溶剂的体积比为约1:2至约1:4，尽管考虑了其他范围。

本文所提供的电解质制剂可以进一步包括一种或多种添加剂。添加剂可以是例如锂盐或液体添加剂。锂盐的示例是LiClO₄、LiBF₄、CF₃SO₂NLiSO₂CF₃、C₄F₁₀LiNO₄S₂，及其组合，并且处于多种盐浓度比。可选择添加剂以改进SEI形成和增加润湿速率，也可以包括例如碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯和环己烷等。在一些实施例中，电解质制剂包括锂盐添加剂，锂盐添加剂为约0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％、3％、4％，或5％，或其间值的任何范围。

在一些实施例中，电解质溶剂可以包括体积比为约1:2:0.1:0.02的EC/EMC/DMC/PC溶剂。在一些实施例中，电解质溶剂包括体积比为约1:3的EC/DMC。在一些实施例中，电解质溶剂包括体积比为约1:3的EC/EMC。在一些实施例中，电解质溶剂包括体积比为约1:2.4的EC/EMC。在一些实施例中，电解质溶剂包括体积比为约1:0.5:3的EC/EMC/DMC。在一些实施例中，电解质溶剂包括体积比为约1:1:1的EC/EMC/DMC。在一些实施例中，电解质溶剂包括体积比为约1:4的EC/EMC。在一些实施例中，电解质溶剂包括体积比为约1:4的EC/DMC。在进一步的实施例中，锂盐以约0.1M至约2M的浓度存在于电解质中。例如，锂盐可以以约1至1.3M的浓度存在于电解质中。在进一步的实施例中，锂盐是LiPF₆。

在一些实施例中，与不使用改进的电解质制剂的能量存储设备相比，包括如本文所提供的电解质制剂的能量存储设备可以显示出更高的放电速率容量。这种更高的放电速率容量在高能量、高电力应用(诸如电动车辆推进中)是合乎需要的。在常规锂离子电池中，小于约C/5的放电速率通常可以通过更高能量电极设计来管理，其中C/5是相对于电池容量的放电电流，使得电池在5小时内耗尽。然而，随着电极变得更厚(如与更高的电池能量相关)，电解质制剂对于解决在更高C-速率(1C以上)下的放电性能变得越来越重要。在一些实施例中，所公开的电解质制剂表现出放电性能优势，在更高的放电电流下提供更高的能量保持。在一些实施例中，本文所提供的电解质制剂显示出更高的放电速率容量。

包括本文所描述的电解质制剂的能量存储设备的特征在于，在该设备的寿命内改进的容量保持。改进的容量保持可以提供在设备寿命内具有改进的电力密度的设备。在进一步的实施例中，包括本文所提供的电解质的能量存储设备可以表现出高C-速率下改进的能量输送。例如，可以以大于1的C-速率实现改进的能量输送。一些实施例提供一种能量存储设备，其相对于包括典型电解质的能量存储设备表现出改进的库仑效率(coulombicefficiency)。可以在各种实施例中实现的进一步改进包括改进的循环性能，包括改进的循环期间的存储稳定性，以及降低的容量衰减。

电解质溶剂和/或电解质添加剂可以促进在电极表面上形成固体电解质界面(SEI)层。可以认为固体电解质界面可以部分地由于电解质的一种或多种组分的分解而形成。例如，将电子转移到电解质的一种或多种固体电解质界面形成组分的单步或多步分解反应，可以导致在负极和电解质之间的界面处形成固体电解质界面。具有固体电解质界面层的电极可以表现出较低的用于能量存储设备的可操作负极电势和/或较高的可操作电势。

应当理解，本文所提供的电解质制剂可以在各种实施例中与多种能量存储设备和系统中的任一种一起使用，诸如一个或多个电池、电容器、电容器-电池混合物、燃料电池或其他能量存储系统或设备及其组合。在一些实施例中，电解质添加剂或包含本文所描述的添加剂的电解质可以在锂离子电池中实施。

如本文所提供的能量存储设备可以具有任何合适的配置，例如平面的、螺旋缠绕形的、纽扣形的，或袋状的。本文所提供的能量存储设备可以是系统的组件，例如发电系统、不间断电源系统(UPS)、光伏发电系统、用于例如工业机械和/或运输的能量回收系统。本文所提供的能量存储设备可以用于为各种电子设备和/或机动车辆提供电力，包括混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)，和/或电动车辆(EV)。

图1示出了能量存储设备的示例性实施例的纵向截面图。该设备具有包括第一集电片和第二集电片的卷绕电极单元10，用本文所提供的改进的电解质浸渍，并且放置在外壳30中。外壳30的面向橡胶盖40的上端可以卷边和卷曲，由此完成其间的耦接。第一端子21穿过上表面53延伸到内部41，并且连接到用作正电极集电体的卷绕电极单元10。第一端子21用作正电极端子。第二端子22穿过上表面53延伸到第二内部42，然后连接到负电极集电体，并用作负电极端子。橡胶塞40设置在外壳30的上部内，以防止电解质从外壳30的内部泄漏到设备的外部。

图2示出了具有本文所提供的改进的电解质制剂的能量存储设备100的示例的侧截面示意图。能量存储设备100可以归类为例如电容器、电池、电容器-电池混合物或燃料电池。在优选实施例中，设备100是锂离子电池。

该设备具有第一电极102、第二电极104和位于第一电极102和第二电极104之间的间隔件106。第一电极102和第二电极104与间隔件106的相应相对表面相邻。能量存储设备100包括改进的电解质制剂118以促进能量存储设备100的电极102、104之间的离子连通。例如，改进的电解质制剂118可以与第一电极102、第二电极104和间隔件106接触。改进的电解质制剂118、第一电极102、第二电极104和间隔件106容纳在能量存储设备壳体120内。

第一电极102、第二电极104和间隔件106中的一个或多个或其组成可以包括多孔材料。多孔材料内的孔可以为与壳体120内的改进的电解质制剂118接触而提供容纳和/或增加的表面面积。能量存储设备壳体120可以围绕第一电极102、第二电极104和间隔件106密封，并且可以相对于周围环境物理密封。

在一些实施例中，第一电极102可以是负极(“负电极”)，第二电极104可以是正极(“正电极”)。间隔件106可以经配置使与间隔件106的相对侧相邻的两个电极(诸如第一电极102和第二电极104)电绝缘，同时允许两个相邻电极之间的离子连通。间隔件106可以包括合适的多孔电绝缘材料。在一些实施例中，间隔件106可以包括聚合物材料。例如，间隔件106可以包括纤维素材料(例如，纸)、聚乙烯(PE)材料、聚丙烯(PP)材料，和/或聚乙烯和聚丙烯材料。

总体上，第一电极102和第二电极104各自包括集电体和电极膜。电极102和104分别包括高密度电极膜112和114。高密度电极膜112和114可以具有任何合适的形状、尺寸和厚度。例如，电极膜可以具有约30微米(μm)至约250微米的厚度，例如，约50微米、约100微米、约150微米、约200微米、约250微米、约300微米、约400微米、约500微米、约750微米、约1000微米、约2000微米，或其间值的任何范围。电极膜总体上包括一种或多种活性材料，例如本文所提供的负极活性材料或正极活性材料。电极膜112和/或114可以是如本文所提供的干燥和/或自支撑电极膜，并且具有如本文所提供的有利特性，诸如厚度、能量密度、比能量密度、面积能量或面积容量。第一电极膜112和/或第二电极膜114还可以包括如本文所提供的一种或多种粘合剂。电极膜112和/或114可以通过本文描述的工艺制备。电极膜112和/或114可以是本文描述的湿电极或自支撑干电极。

如图2所示，第一电极102和第二电极104分别包括与第一高密度电极膜112接触的第一集电体108、和与第二高密度电极膜114接触的第二集电体110。第一集电体108和第二集电体110促进每个相应的电极膜与外部电路(未示出)之间的电耦合。第一集电体108和/或第二集电体110包括一种或多种导电材料，并且可以具有被选择为促进在相应的电极和外部电路之间传输电荷的任何合适的形状和尺寸。例如，集电体可以包括金属材料，诸如包含铝、镍、铜、铼、铌、钽的材料和贵金属(诸如银、金、铂、钯、铑、锇、铱)以及前述的合金和组合。例如，第一集电体108和/或第二集电体110可以包括例如铝箔或铜箔。第一集电体108和/或第二集电体110可以具有矩形或基本上矩形的形状，其尺寸适于在相应的电极和外部电路之间提供电荷传输。

在一些实施例中，能量存储设备100可以是锂离子电池。在一些实施例中，锂离子电池电极的电极膜可以包括一种或多种活性材料和本文所提供的原纤化粘合剂基质。

在一些实施例中，锂离子电池被配置为在约2.5至4.5V或3.0至4.2V下操作。在进一步的实施例中，锂离子电池被配置为分别具有约2.5V至约3V的最小操作电压。在更进一步的实施例中，锂离子电池被配置为分别具有约4.1V至约4.4V的最大操作电压。

在一些实施例中，如本文所提供的电极膜包括至少一种活性材料和至少一种粘合剂。该至少一种活性材料可以是本领域已知的任何活性材料。该至少一种活性材料可以是适合用于电池的负极或正极的材料。

在一些实施例中，锂离子能量存储设备的电极膜可以包括负极活性材料。在一些实施例中，负极活性材料可以包括例如嵌入材料(诸如碳、石墨和/或石墨烯)、合金/去合金材料(诸如硅、氧化硅、锡和/或氧化锡)、金属合金或化合物(诸如Si-Al和/或Si-Sn)和/或转换材料(诸如氧化锰、氧化钼、氧化镍，和/或氧化铜)。负极活性材料可以单独使用或混合在一起以形成多相材料(诸如Si-C、Sn-C、SiOx-C、SnOx-C、Si-Sn、Si-SiOx、Sn-SnOx、Si-SiOx-C、Sn-SnOx-C、Si-Sn-C、SiOx-SnOx-C、Si-SiOx-Sn，或Sn-SiOx-SnOx)。

在一些实施例中，锂离子能量存储设备的电极膜可以包括活性正极材料。在一些实施例中，正极活性材料可以包括例如金属氧化物、金属硫化物或锂金属氧化物。锂金属氧化物可以是例如锂镍锰钴氧化物(NMC)、锂锰氧化物(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、锂钴氧化物(LCO)、钛酸锂(LTO)，和/或锂镍钴铝氧化物(NCA)。在一些实施例中，正极活性材料可以包括例如层状过渡金属氧化物(诸如LiCoO₂(LCO)、Li(NiMnCo)O₂(NMC)和/或LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂(NCA))、尖晶石锰氧化物(诸如LiMn₂O₄(LMO)和/或LiMn_1.5Ni_0.5O₄(LMNO))、橄榄石(诸如LiFePO₄)、硅、氧化硅(SiOx)、铝、锡、氧化锡(SnOx)、氧化锰(MnOx)、氧化钼(MoO₂)、二硫化钼(MoS₂)、氧化镍(NiOx)或氧化铜(CuOx)。正极活性材料可以包括硫或含硫的材料，诸如硫化锂(Li₂S)或其他基于硫的材料，或其混合物。在一些实施例中，正极膜包括浓度为至少50wt％的硫或含硫活性材料的材料。在一些实施例中，包括硫或含硫活性材料的材料的正极膜还包括粘合剂。在一些实施例中，包括硫或含硫活性材料的材料的正极膜的粘合剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(环氧乙烷)(PEO)、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸(PAA)、明胶、其他热塑性塑料或其任何组合。

负极活性材料包括常用的天然石墨、合成或人造石墨、表面改性石墨、球形石墨、片状石墨以及这些类型石墨的共混物或组合、金属元素及其化合物以及用于负极的金属-C复合物。

如本文之前所讨论的，在能量存储设备中使用的负极活性材料和电解质溶剂制剂的类型和形状可以影响能量存储设备的性能。使用特定电解质制剂的负极电极的电化学性能，可以归因于电解质制剂的物理特性(诸如粘度和润湿性)以及化学或电化学特性(诸如负极活性材料表面上的溶剂的反应性)。例如，石墨粉的颗粒形状和颗粒尺寸影响可以用于电解质的粉末的表面面积。不同量的表面面积可以影响石墨颗粒表面上的电解质组分的不可逆电化学反应的程度。在不受理论约束的情况下，溶剂分解被认为是在第一锂化工艺中在石墨颗粒上发生的主要不可逆反应。溶剂的典型Li/Li⁺还原电位包括：EC＝1.36V；DMC＝1.32V；DEC 1.32V；EMC<1.32V；以及PC＝1.0-1.6V。

通常，片状颗粒相对于其体积具有比球形颗粒更大的表面面积。此外，在一些实施例中，在电解质制剂中使用环状碳酸酯(例如EC)会导致溶剂混合物的粘度增加。在一些实施例中，增加的电解质粘度导致在相对低电压下操作的石墨颗粒上的稳定固相界面(SEI)。在一些实施例中，在电解质制剂中使用线性碳酸酯(例如DMC)会导致溶剂混合物的粘度降低。在一些实施例中，降低的电解质粘度导致电解质溶液的改进的离子电导率。

在一些实施例中，与球形石墨负极活性材料一起使用的基于EC和富含EMC的电解质制剂，显示出改进的电化学性能。在一些实施例中，与天然石墨负极活性材料一起使用的基于EC和富含EMC的电解质制剂，显示出改进的电化学性能。在一些实施例中，与表面改性人造石墨负极活性材料一起使用的基于EC和富含EMC的电解质制剂，显示出改进的电化学性能。在一些实施例中，与片状人造石墨负极活性材料一起使用的基于EC和富含EMC的电解质制剂，显示出改进的电化学性能。在一些实施例中，与片状石墨负极活性材料一起使用的基于EC和富含DMC的电解质制剂，显示出改进的电化学性能。在一些实施例中，与片状人造石墨负极活性材料一起使用的基于EC和富含DMC的电解质制剂，显示出改进的电化学性能。

该至少一种活性材料可以包括一种或多种碳材料。碳材料可以选自例如石墨材料、石墨、含石墨烯的材料、硬碳、软碳、碳纳米管、多孔碳、导电碳或及其组合。活性炭可以衍生自蒸汽工艺或酸/蚀刻工艺。在一些实施例中，石墨材料可以是经表面处理的材料。在一些实施例中，多孔碳可以包括活性炭。在一些实施例中，多孔碳可以包括分层结构碳。在一些实施例中，多孔碳可以包括结构化碳纳米管、结构化碳纳米线和/或结构化碳纳米片。在一些实施例中，多孔碳可以包括石墨烯片。在一些实施例中，多孔碳可以是经表面处理的碳。

在一些实施例中，锂离子电池或混合能量存储设备的正极电极膜可以包括约70重量％至约98重量％的至少一种活性材料，包括：约70重量％至约92重量％、或约70重量％至约96重量％。在一些实施例中，正极电极膜可以包括多达约10重量％的多孔碳材料，包括：多达约5重量％、或约1重量％至约5重量％。在一些实施例中，正极电极膜包括多达约5重量％的导电添加剂，包括：约1重量％至约3重量％。在一些实施例中，正极电极膜包括多达约20重量％的粘合剂，例如约1.5重量％至10重量％、约1.5重量％至5重量％、或约1.5重量％至3重量％。在一些实施例中，正极电极膜包括约1.5重量％至约3重量％的粘合剂。

在一些实施例中，负极电极膜可以包括至少一种活性材料、粘合剂和可选的导电添加剂。在一些实施例中，导电添加剂可以包括导电碳添加剂，诸如炭黑。在一些实施例中，负极的至少一种活性材料可以包括合成石墨、天然石墨、硬碳、软碳、石墨烯、介孔碳、硅、氧化硅、锡、氧化锡、锗、钛酸锂、前述材料的混合物或复合材料。在一些实施例中，负极电极膜可以包括约80重量％至约98重量％的至少一种活性材料，包括：约80重量％至约98重量％、或约94重量％至约97重量％。在一些实施例中，负极电极膜包括多达约5重量％的导电添加剂，包括：约1重量％至约3重量％。在一些实施例中，负极电极膜包括多达约20重量％的粘合剂，包括：约1.5重量％至10重量％、约1.5重量％至5重量％、或约3重量％至5重量％。在一些实施例中，负极电极膜包括约4重量％的粘合剂。在一些实施例中，负极膜可以不包括导电添加剂。

一些实施例包括具有一个或多个包括聚合粘合剂材料的活性层的电极膜，诸如负极和/或正极的电极膜。粘合剂可以包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚烯烃、聚亚烷基、聚醚、苯乙烯-丁二烯、聚硅氧烷的共聚物和聚硅氧烷、支化聚醚、聚乙烯醚，其共聚物和/或其添加物。粘合剂可以包括纤维素，例如羧甲基纤维素(CMC)。在一些实施例中，聚烯烃可以包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)，其共聚物和/或其混合物。例如，粘合剂可以包括聚氯乙烯、聚苯醚(PPO)、聚乙烯-嵌段-聚(乙二醇)、聚(环氧乙烷)(PEO)、聚苯醚(PPO)、聚乙烯-嵌段-聚(乙二醇)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚二甲基硅氧烷-烷基甲基硅氧烷，其共聚物和/或其混合物。在一些实施例中，粘合剂包括可原纤化的聚合物。在某些实施例中，粘合剂包括PTFE、基本上由PTFE组成或由PTFE组成。

在一些实施例中，粘合剂可以包括PTFE和可选的一种或多种附加粘合剂组分。在一些实施例中，粘合剂可以包括一种或多种聚烯烃和/或其共聚物以及PTFE。在一些实施例中，粘合剂可以包含PTFE和纤维素、聚烯烃、聚醚、聚醚前体、聚硅氧烷中的一种或多种，其共聚物和/或其添加物。聚合物的添加物可以包括上述聚合物或共聚物的互穿网络。

粘合剂可以包括各种合适比例的聚合物组分。例如，PTFE可以是粘合剂的多达约100重量％，例如约20重量％至约95重量％，约20重量％至约90重量％，包括：约20重量％至约80重量％、约30重量％至约70重量％、约30重量％至约50重量％、或约50重量％至约90重量％。在进一步的实施例中，粘合剂可以包括PTFE、CMC和PVDF作为粘合剂。在某些实施例中，电极膜可以包括2重量％的PTFE、1重量％的CMC和1重量％的PVDF。例如，粘合剂混合物可以包括占电极膜的总粘合剂含量的50％且占电极膜的总质量的2％的PTFE质量。

在一些实施例中，电极膜混合物可以包括具有选定尺寸的粘合剂颗粒。在一些实施例中，这些粘合剂颗粒可以是约50nm、约100nm、约150nm、约200nm、约250nm、约300nm、约350nm、约400nm、约450nm、约500nm、约1μm、约2μm、约3μm、约4μm、约5μm、约10μm、约50μm、约100μm，或其间值的任何范围。

如本文所用，干制造工艺可指在电极膜的形成中不使用或基本上不使用溶剂的工艺。例如，活性层或电极膜的组分(包括碳材料和粘合剂)，可以包括干颗粒。用于形成活性层或电极膜的干颗粒可以经组合以提供干颗粒活性层混合物。在一些实施例中，活性层或电极膜可由干颗粒活性层混合物形成，使得活性层或电极膜的组分的重量百分比与干颗粒活性层混合物的组分的重量百分比基本上相同。在一些实施例中，使用干制造工艺由干颗粒活性层混合物形成的活性层或电极膜，可不含或基本上不含任何加工添加剂，诸如由其产生的溶剂和溶剂残余物。在一些实施例中，所得活性层或电极膜是使用干工艺从干颗粒混合物形成的自支撑膜。在一些实施例中，所得活性层或电极膜为使用干工艺从干颗粒混合物形成的自立式膜。形成活性层或电极膜的工艺可以包括使可原纤化粘合剂组分原纤化，使得该膜包括原纤化粘合剂。在进一步的实施例中，可以在没有集电体的情况下形成自立式活性层或电极膜。在更进一步的实施例中，活性层或电极膜可以包括原纤化聚合物基质，使得该膜是自支撑的。据认为，可以形成原纤维的基质、晶格或网状物以为电极膜提供机械结构。

在一些实施例中，能量存储设备电极膜(其中电极膜为干和/或自支撑膜)可以提供如下的材料装载或活性材料装载(其可表示为单位面积电极膜或集电体的质量)：约12mg/cm²、约13mg/cm²、约14mg/cm²、约15mg/cm²、约16mg/cm²、约17mg/cm²、约18mg/cm²、约19mg/cm²、约20mg/cm²、约21mg/cm²、约22mg/cm²、约23mg/cm²、约24mg/cm²、约25mg/cm²、约26mg/cm²、约27mg/cm²、约28mg/cm²、约29mg/cm²、约30mg/cm²、约50mg/cm²，或约60mg/cm²，或约70mg/cm²，或约80mg/cm²，或约90mg/cm²，或约100mg/cm²，或其间值的任何范围。

在一些实施例中，能量存储设备电极膜(其中电极膜为干和/或自支撑膜)可以提供如下的比容量(specific capacity)(其可表示为每单位质量活性材料的容量)：约100mAh/g、约125mAh/g、约150mAh/g、约160mAh/g、约170mAh/g、约175mAh/g、约176mAh/g、约177mAh/g、约179mAh/g、约180mAh/g、约185mAh/g、约190mAh/g、约196mAh/g、约200mAh/g、约250mAh/g、约300mAh/g、约350mAh/g、约354mAh/g，或约400mAh/g，或其间值的任何范围。在进一步的实施例中，能量存储设备电极膜(其中电极膜为干和/或自支撑膜)可以提供至少约100mAh/g、或至少约150mAh/g、其间值的任何范围的比容量(其可表示为每单位质量的电极膜或集电体的容量)。在一些实施例中，比容量是充电容量。在进一步的实施例中，比容量是放电容量。在一些实施例中，电极可以是负极和/或正极。在一些实施例中，比容量可以是第一充电和/或放电容量。在另外的实施例中，比容量可以是在第一充电和/或放电之后测量的充电和/或放电容量。

在一些实施例中，相对于典型的电极膜，本文描述的自支撑干电极膜可有利地表现出改进的性能。性能可以是例如拉伸强度、弹性(延伸)、可弯曲性、库仑效率、容量或电导率。在一些实施例中，能量存储设备电极膜(其中电极膜是干和/或自支撑膜)可以提供库仑效率，例如，第1循环库仑效率(其可以表示为放电容量除以充电容量的百分比)：大约，或至少大约，80％、85％、86％、87％、约88％、约89％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％或约95％，或其间值的任何范围，例如诸如90.1％、90.5％和91.9％，或其间值的任何范围。

在一些实施例中，能量存储设备电极膜或电极(其中电极膜是干和/或自支撑膜或电极包括干和/或自支撑膜)，可以提供如下的容量保持百分比(其可由给定速率下的充电或放电容量除以在C/10下测量的充电或放电容量表示)：约或至少约10％、约或至少约20％、约或至少约30％、约或至少约40％、约或至少约50％、约或至少约60％、约或至少约70％、约或至少约80％、约或至少约90％、约或至少约98％、约或至少约99％、约或至少约99.9％或约或至少约100％，或其间值的任何范围。在一些实施例中，容量保持百分比的充电或放电速率为或至少为C/10、C/5、C/3(0.33C)、C/2、1C、1.5C或2C，或其间值的任何范围。容量保持百分比的充电或放电速率可以在第一充电或放电循环之后的设定数量的充电和放电循环下测量。在一些实施例中，容量保持百分比的充电或放电速率测量为1、5、10、50、100、200、300、400、500、600、700或1000个循环，或其间值的任何范围。

在一些实施例中，相对于典型的电极膜，本文描述的自支撑干电极膜可有利地表现出改进的性能。性能可以是例如库仑效率、容量或电导率。

在以下具体示例中，制造了包括本文描述的电解质制剂的能量存储设备。

示例

示例1

示例1中示出的研究检验了主要由EC、EMC、DMC、PC和LiPF₆组成的电解质制剂(参见表1)，并且表征了电极材料、电极制剂、干电极工艺对半电池以及全电池配置中的电化学性能的影响。发现EMC或DMC在各基于EC电解质溶液中的比例部分地决定负极电极的电化学性能。例如，发现用于球形石墨组合物的富含EMC和基于EC的电解质制剂溶剂在高放电速率下具有改进的容量。此外，发现当与成型石墨组合物一起使用时，基于EC和富含DMC的电解质溶剂在高放电C-速率下也将表现出改进的容量。

用由不同活性材料制成的干加工的电池电极和电极加工条件研发和评估下面的6种溶剂制剂，以更好地增强整体电化学性能。该改进平衡了所得到的电解质候选物与所设计的干电池电极之间的相容性以及防止电解质在干电极表面上的不期望的反应：

包含一种或多种溶剂的基于EC的溶剂混合物。

包含一种或多种溶剂其中EMC高于典型比例的基于EC的溶剂混合物。

包含一种或多种溶剂其中DMC高于典型比例的基于EC的溶剂混合物。

包含一种或多种溶剂其中DEC高于典型比例的基于EC的溶剂混合物。

包含一种或多种溶剂其中PC高于典型比例的基于EC的溶剂混合物。

包含一种或多种溶剂其中溶剂之间具有相同比例的基于EC的溶剂混合物。

包括EC、EMC、DEC、DMC、PC、EA及其共混物的市售非水溶剂以各种组合使用且不经进一步纯化。表1中提供了如以下关于制剂示例详述的配制的溶剂体积比。

表1.在初步实验中检验了不同溶剂比的电解质制剂

	EC	EMC	DMC	PC	Li盐
						制剂1	1	2	0.1	0.02	LiPF<sub>6</sub>
制剂2	1	0	3	0	LiPF<sub>6</sub>
						制剂3	1	2.4	0	0	LiPF<sub>6</sub>
制剂4	1	0.5	3	0	LiPF<sub>6</sub>
						制剂5	1	1	1	0	LiPF<sub>6</sub>
制剂6	1	4	0	0	LiPF<sub>6</sub>
						制剂7	1	0	4	0	LiPF<sub>6</sub>

在单层干电极半电池和全电池中评估所得电解质制剂，以评价溶剂制剂对电极性能的影响。电池的电化学性能通过恒电流充电步骤和随后的恒电压步骤来测量，并在室温下以恒电流步骤放电。

使用厚的干电极对电解质制剂候选物进行基准测试，因为它们提供了对整体性能更高的敏感性，这是由于开裂、层离和刚性等而受到湿涂覆技术限制的优点。本文公开的初步实验使用约23mg/cm²的干负极和约45mg/cm²的干正极的电极装载。

图3A示出了在电解质制剂1和制剂3的情况下基于天然石墨的负极半电池的容量，图3B示出了其库仑效率。图3A和图3B示出了：制剂1，具有约360mAh/g的第一充电容量、约330mAh/g的第一放电容量和约91％的效率；和制剂3，具有约380mAh/g的第一充电容量、约350mAh/g的第一放电容量和约92％的效率。图3A和图3B表明，在基于天然石墨的负极中，具有富含EMC的二元EC-EMC溶液的制剂3提供比具有富含EMC的四元EC-EMC-DMC-PC溶液的制剂1高的可逆容量和效率。

图4A和图4B示出了使用两种不同的电极制剂(工艺1和工艺2)和多种电解质溶剂系统制备的表面改性人造石墨负极半电池的充电和放电容量。图4A示出了：制剂1，具有约385mAh/g的第一充电容量和约325mAh/g的第一放电容量；制剂2，具有约310mAh/g的第一充电容量和约300mAh/g的第一放电容量；制剂3，具有约410mAh/g的第一充电容量和约350mAh/g的第一放电容量；制剂4，具有约315mAh/g的第一充电容量和约255mAh/g的第一放电容量；以及制剂5，具有约365mAh/g的第一充电容量和约315mAh/g的第一放电容量。图4B示出了：制剂1，具有约375mAh/g的第一充电容量和约335mAh/g的第一放电容量；制剂2，具约305mAh/g的第一充电容量和约350mAh/g的第一放电容量；制剂3，具有约350mAh/g的第一充电容量和约395mAh/g的第一放电容量；以及制剂4，具有约315mAh/g的第一充电容量和约315mAh/g的第一放电容量。数据表明，富含EMC的系统(诸如制剂1和制剂3)，一致地显示出改进的充电和放电容量，同时对于根据工艺1和2制备的电极保持类似的库仑效率。表2提供了工艺1和工艺2的组成和规格。

表2.工艺1和工艺2电极膜组成和规格

图5还示出了使用具有多种电解质溶剂系统的第三电极制剂(工艺3)制备的表面改性人造石墨负极半电池的充电和放电容量。图5示出了：制剂1，具有约380mAh/g的第一充电容量和约335mAh/g的第一放电容量；制剂2，具有约320mAh/g的第一充电容量和约290mAh/g的第一放电容量；制剂3，具有约385mAh/g的第一充电容量和约340mAh/g的第一放电容量；制剂4，具有约310mAh/g的第一充电容量和约240mAh/g的第一放电容量；制剂5，具有约375mAh/g的第一充电容量和约335mAh/g的第一放电容量；制剂6，具有约390mAh/g的第一充电容量和约350mAh/g的第一放电容量；以及制剂7，具有约320mAh/g的第一充电容量和约290mAh/g的第一放电容量；数据表明，具有相对富含EMC的制剂(诸如制剂1、制剂3和制剂6)的电解质溶剂系统为包括根据工艺3制备的表面改性人造石墨的负极提供了更高的容量。下表3中提供了工艺3的组成和规格。

表3.工艺3电极膜组成规格

图6A示出了在电解质制剂2和制剂3的情况下片状人造石墨负极半电池的容量，图6B示出了其库仑效率。图6A和图6B示出了：制剂2，具有约330mAh/g的第一充电容量，约290mAh/g的第一放电容量和约85％的效率；以及制剂3，具有约350mAh/g的第一充电容量，约255mAh/g的第一放电容量和约70％的效率。图6A和图6B表明，虽然富含EMC的制剂3提供了更高的充电容量，但在片状人造石墨负极中，制剂3的效率低于富含DMC的制剂2。在不受理论约束的情况下，相对富含DMC的电解质系统的改进的库伦效率表明DMC可以抑制在使用片状人造干电池电极期间发生的不可逆反应。

图7A示出了在全电池中使用的制剂1-5的容量，图7B显示了其库仑效率，该全电池由作为干正极的层状锂镍锰钴氧化物(NMC)和作为干负极的表面改性人造石墨组成。图7A和图7B示出了：制剂1，具有约175mAh/g的第一充电容量，约135mAh/g的第一放电容量和约78％的效率；制剂3，具有约185mAh/g的第一充电容量，约150mAh/g的第一放电容量和约80％的效率；制剂4，具有约165mAh/g的第一充电容量，约120mAh/g的第一放电容量和约74％的效率；以及制剂5，具有约175mAh/g的第一充电容量，约140mAh/g的第一放电容量和约79％的效率。图7A和图7B表明，具有相对富含EMC的电解质系统的制剂3显著改进NMC/石墨全电池的充电/放电容量和库仑效率。

示例2

在示例2中，研究了并入有电解质制剂1和制剂3的NMC正极和表面改性人造石墨(SMG-A5)负极全电池(NMC/Gr)的电化学性能。在表4中提供了在全电池中使用的正极和负极电极以及电解质的规格。

图8A示出了NMC 811/Gr全电池的容量，图8B示出了NMC 622/Gr全电池的容量，图8C示出了用制剂1和制剂3的电解质填充的NMC 811/Gr和NMC 622/Gr全电池的效率，其中，基于以0.05C效率和4.2V的充电截止电压和2.7V的放电截止电压循环的电池，计算电池的第一循环容量和效率。图8A和图8C示出了NMC 811/Gr全电池，具有制剂1的电解质，制剂1的电解质具有约217mAh/g的第一充电容量，约184mAh/g的第一放电容量和约84.7％的效率；以及具有制剂3的电解质，制剂3的电解质具有约218mAh/g的第一充电容量，约184mAh/g的第一放电容量和约84.6％的效率。图8B和图8C示出了NMC 8622/Gr全电池，具有制剂1的电解质，制剂1的电解质具有约193mAh/g的第一充电容量，约161mAh/g的第一放电容量和约83.6％的效率；以及具有制剂3的电解质，制剂3的电解质具有约195mAh/g的第一充电容量，约162mAh/g的第一放电容量和约83.1％的效率。图8A至图8C显示出制剂1和制剂3对于NMC611/Gr全电池和NMC 811/Gr全电池示出了相似的第一循环容量和效率。

表4.电极和电解质规格

电解质	正极	装载	负极	装载
					制剂1	NMC811	40mg/cm<sup>2</sup>	Gr	23.5mg/cm<sup>2</sup>
制剂3	NMC811	39.9mg/cm<sup>2</sup>	Gr	23.6mg/cm<sup>2</sup>
					制剂1	NMC622	39.5mg/cm<sup>2</sup>	Gr	20.5mg/cm<sup>2</sup>
制剂3	NMC622	39.9mg/cm<sup>2</sup>	Gr	20.7mg/cm<sup>2</sup>

在图8A至图8C所示的条件循环和第1形成循环之后，评估了具有电解质制剂1和制剂3的NMC 811/Gr全电池的性能。全电池分别在4.2V的充电电压窗口和2.7V放电电压窗口下以0.33C的速率进行循环。发现与制剂3电解质电池相比，制剂1电解质电池在500次循环后示出了改进的容量保持，其中对于具有电解质制剂1的全电池，容量保持为约88.5％，对于具有电解质制剂3的全电池，容量保持为约84.7％。

图9A示出了在条件循环第1形成循环之后具有电解质制剂1的NMC622/Gr全电池放电容量保持，图9B示出了其充电容量保持。在表5中提供了图9A和图9B的充电容量保持。

表5.具有制剂1电解质的NMC 622/Gr全电池在不同速率下的平均充电容量保持

速率	1C	2C	3C	4C	5C
						充电	94.2％	60.3％	53.5％	51.3％	50.6％

图10A示出了在条件循环第1形成循环之后具有电解质制剂3的NMC 622/Gr全电池放电容量保持，以及图10B示出了其充电容量保持。在表6中提供了图10A和图10B的充电容量保持。

表6.具有制剂3电解质的NMC 622/Gr全电池在不同速率下的平均充电容量保持

速率	1C	2C	3C	4C	5C
						充电	94.5％	68.1％	60.8％	58.7％	57.6％

图9A至图10B以及表5和表6显示出NMC 622/Gr全电池中的电解质制剂1和制剂3示出了作为变化C-速率的函数的充电和放电容量保持的类似行为，其中保持随C-速率增加而降低，并且制剂3示出了在C-速率高于1C时相比于制剂1改进了充电容量保持。

虽然已经描述了本发明的某些实施例，但是这些实施例仅以示例的方式呈现，并不旨在限制本公开的范围。实际上，本文描述的新颖方法和系统可以以各种其他形式来实现。此外，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对本文描述的系统和方法进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在涵盖落入本公开的范围和精神内的这些形式或修改。因此，本发明的范围仅通过参考所附权利要求来限定。

结合特定方面、实施例或示例描述的特征、材料、特性或群组应当理解为适用于本部分中或在本说明书的其他地方描述的任何其他方面、实施例或示例，除非与其不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征、和/或如此公开的任何方法或工艺的所有步骤可以以任何组合方式来组合，除了其中至少一些这样的特征和/或步骤相互排斥的组合之外。该保护不限于任何前述实施例的细节。该保护延伸到本说明书(包括所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的一个或任何新颖的组合，或者延伸到如此公开的任何方法或工艺的步骤的任何新颖的一个或任何新颖的组合。

此外，在本公开中在单独实现的上下文中描述的某些特征也可在单个实现中组合地实现。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实现中实现。此外，尽管上述特征可以描述为以某些组合起作用，但是在一些情况下，来自要求保护的组合的一个或多个特征可以从该组合中去除，并且该组合可以要求保护为子组合或者子组合的变体。

此外，虽然操作可以在附图中描绘或者在说明书中以特定顺序描述，但是这样的操作不需要以所示的特定顺序或者以顺序执行，或者不需要执行所有操作来实现期望的结果。未描绘或描述的其他操作可并入示例方法和工艺中。例如，可以在任何所述操作之前、之后、同时或之间执行一个或多个附加操作。此外，在其他实现中，操作可被重新排列或重新排序。本领域技术人员将理解，在一些实施例中，在所示和/或公开的工艺中采取的实际步骤可以不同于附图中所示的那些。取决于实施例，可以去除上述的某些步骤，可以添加其他步骤。此外，上面公开的具体实施例的特征和属性可以以不同的方式组合以形成附加的实施例，所有这些都落入本公开的范围内。此外，在上述实现中的各种系统组分的分离不应被理解为在所有实现中都需要这种分离，并且应当理解，所描述的组分和系统通常可一起集成在单个产品中或包装到多个产品中。例如，本文描述的用于能量存储系统的任何组分可以单独地提供，或集成在一起(例如，封装在一起，或附接在一起)以形成能量存储系统。

出于本公开的目的，本文描述了某些方面、优点和新颖特征。不必根据任何特定实施例可以实现所有这些优点。因此，例如，本领域的技术人员将认识到，可以以实现如本文所教导的一个优点或一组优点的方式来实现或实施本发明，而不必实现如本文所教导或建议的其他优点。

除非另外特别说明，或者在使用的上下文中另外理解，条件语言，诸如“可以(can)”、“可能(could)”、“能(might)”、“能够(may)”，总体上旨在表达某些实施例包括，而其他实施例不包括，某些特征、元件和/或步骤。因此，这样的条件语言总体上不旨在暗示特征、元件和/或步骤以任何方式是一个或多个实施例所需的，或者一个或多个实施例必然包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下判定这些特征、元件和/或步骤是否包括在或要在任何特定实施例中执行的逻辑。

诸如短语“X、Y和Z中的至少一个”的连接语，除非另外特别说明，否则结合上下文理解为，通常用于表达项目、术语等可以是X、Y和Z中的任何一个。因此，这样的连接语通常不旨在暗示某些实施例要求存在X中的至少一个、Y中的至少一个和Z中的至少一个。

本文所使用的程度语言，如本文所使用的术语“近似”、“大约”、“总体上”、“基本上”表示接近所陈述的值、量或特性的值、量或特性，其仍然执行所期望的功能或实现所期望的结果。例如，根据期望的功能或期望的结果，术语“近似”、“大约”、“总体上”、“基本上”可以指在陈述量的小于10％内、小于5％内、小于1％内、小于0.1％内和小于0.01％内的量。

本公开的范围不旨在受本部分或本说明书中其他地方的优选实施例的具体公开内容的限制，并且可由本部分或本说明书中其他地方提出的或将来提出的权利要求书限定。权利要求书的语言将基于在权利要求书中使用的语言进行广义解释，并且不限于在本说明书中或在本申请的实施期间描述的示例，这些示例将被解释为非排他性的。