JP2011530784A - 電気化学電池における力の印加 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、Scordilis−Kelleyらによる米国仮特許出願第61/086,329号(名称「Application of Force in Electrochemical Cells」、2008年8月5日出願)の利益を主張し、この出願の全体が本明細書に参考として援用される。
本発明は、電気化学電池に関し、より具体的には、力の印加を介して電気化学電池の性能を向上させるシステムおよび方法に関する。
この実施例において、アノードの活性表面に垂直な成分を伴う異方性力は、電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、電気化学電池に印加される。アノード活性表面および異方性力は、異方性力が、充電および放電を通して、アノード活性表面の表面形態に影響を及ぼし、アノード活性表面積の増大を抑制するように、一緒に選択した。実施例2に示されるように、異方性力の非存在下にあるが、それ以外は本質的に同一である条件下で、前記アノード活性表面積は、充電および放電サイクルを通して、大幅に増大させられる。
この実施例において、実施例1で採用された電池と同一の電気化学電池を、充電および放電した。この実施例において、電気化学電池は、異方性力の非存在下で充電および放電した。加えて、電池を動作させる条件は、実施例1に概説したものと本質的に同一であった。
図6A〜Dは、30回の充電/放電サイクル後の、種々の析出したリチウム金属アノードのSEM顕微鏡写真を含む。図6Aのアノードは、異方性力の非存在下でサイクルし、一方で、図6B、C、およびDのアノードは、それぞれ、49、73.5、および98ニュートン/cm2の圧力を画定する力を印加してサイクルした。顕微鏡写真から、印加された力が増大するにつれて、結果として生じるリチウム金属アノードが薄くなり、かつ多孔質でなくなった。
(項目1)
電気化学電池であって、
カソードと、
アノード活性材料としてリチウムを含むアノードであって、該アノードは活性表面を有する、アノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する電解質と
を備えており、
該電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノードの該活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、電気化学電池。
(項目2)
前記リチウム材料は、リチウム合金を含む、項目1に記載の電気化学電池。
(項目3)
前記異方性力は、前記アノードの前記活性表面の上に一様に印加される、項目1に記載の電気化学電池。
(項目4)
前記カソードは、炭素と、硫黄とを含む、項目1に記載の電気化学電池。
(項目5)
前記カソードは、カソード活性材料と、結合剤材料とを含む、項目1に記載の電気化学電池。
(項目6)
前記電気化学電池は、円筒形である、項目1に記載の電気化学電池。
(項目7)
前記円筒形の電気化学電池は、円筒形の格納構造内に配置される、項目6に記載の電気化学電池。
(項目8)
前記カソードは、カソード活性材料を含み、該カソードの中のカソード活性材料の量に対する前記アノードの中のアノード活性材料の量の比は、モル単位で1.5:1未満である、項目1に記載の電気化学電池。
(項目9)
前記アノードと前記カソードとの間に多孔質セパレータをさらに備える、項目1に記載の電気化学電池。
(項目10)
前記アノードと前記カソードとの間に、前記電解質に透過性のセパレータをさらに備える、項目1に記載の電気化学電池。
(項目11)
前記セパレータは、微孔質ポリエチレンフィルムを備える、項目10に記載の電気化学電池。
(項目12)
前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、約147ニュートン/cm 2 未満の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設され、該アノード活性表面と異方性力とは、該異方性力が、充電および放電を通して、該アノード活性表面の表面形態に影響を及ぼし、アノード活性表面積の増大を抑制するように一緒に選択され、該異方性力の非存在下にあるが、それ以外は本質的に同一である条件下においては、該アノード活性表面積は、充電および放電サイクルを通して大幅に増大させられる、項目1に記載の電気化学電池。
(項目13)
前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、少なくとも約4.9ニュートン/cm 2 の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、項目1に記載の電気化学電池。
(項目14)
前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、約4.9ニュートン/cm 2 から約147ニュートン/cm 2 の間の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、項目1に記載の電気化学電池。
(項目15)
電気化学電池であって、
カソードと、
アノードであって、該アノードは活性表面を有する、アノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する非固体電解質と
を備えており、
該電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノードの該活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、電気化学電池。
(項目16)
前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、約147ニュートン/cm 2 未満の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設され、該アノード活性表面と異方性力とは、該異方性力が、充電および放電を通して、該アノード活性表面の表面形態に影響を及ぼし、アノード活性表面積の増大を抑制するように一緒に選択され、該異方性力の非存在下にあるが、それ以外は本質的に同一である条件下においては、該アノード活性表面積は、充電および放電サイクルを通して、大幅に増大させられる、項目15に記載の電気化学電池。
(項目17)
前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、少なくとも約4.9ニュートン/cm 2 の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、項目15に記載の電気化学電池。
(項目18)
前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、約4.9ニュートン/cm 2 と約147ニュートン/cm 2 との間の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、項目15に記載の電気化学電池。
(項目19)
電気化学電池であって、
活性表面を伴うカソードと、
活性表面を伴うアノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する電解質と
を備えており、
該カソードおよびアノードは、降伏応力を有し、該カソードおよびアノードのうちの一方の有効降伏応力は、他方の該降伏応力よりも大きいことにより、該アノードの該活性表面および該カソードの該活性表面のうちの1つの該表面に垂直に印加される異方性力は、該カソードおよび該アノードのうちの1つの表面形態に影響を受けさせる、電気化学電池。
(項目20)
電気エネルギーの貯蔵および使用の方法であって、
電気化学電池を提供することであって、該電気化学電池は、
カソードと、
リチウムアノード活性材料を含むアノードであって、該アノードは活性表面を有する、アノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する電解質と
を備えている、ことと、
該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノードの該活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加することと
を含む、方法。
(項目21)
前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、前記アノード材料の降伏応力の約20%と約200%との間である、項目20に記載の方法。
(項目22)
前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、前記アノード材料の降伏応力の約50%と約120%との間である、項目20に記載の方法。
(項目23)
前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、前記アノード材料の降伏応力の約80%と約100%との間である、項目20に記載の方法。
(項目24)
前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、約4.9と約147ニュートン/cm 2 との間の圧力を画定する、項目20に記載の方法。
(項目25)
前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、約49と約117.6ニュートン/cm 2 との間の圧力を画定する、項目20に記載の方法。
(項目26)
前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、約68.6と約98ニュートン/cm 2 との間の圧力を画定する、項目20に記載の方法。
(項目27)
前記アノード活性表面と異方性力とは、前記異方性力が、充電および放電を通して、該アノード活性表面の表面形態に影響を及ぼし、アノード活性表面積の増大を抑制するように一緒に選択され、該異方性力の非存在下にあるが、それ以外は本質的に同一である条件下においては、該アノード活性表面積は、充電および放電サイクルを通して、大幅に増大させられる、項目20に記載の方法。
(項目28)
前記異方性力は、圧縮ばねを使用して印加される、項目20に記載の方法。
(項目29)
前記異方性力は、ベルビルワッシャを使用して印加される、項目20に記載の方法。
(項目30)
前記異方性力は、空気圧式デバイスを使用して印加される、項目20に記載の方法。
(項目31)
前記異方性力は、熱膨張を介して印加される、項目20に記載の方法。
(項目32)
前記電気化学電池は、格納構造内に配置され、前記異方性力は、該格納構造に対して該電気化学電池を膨潤させることによって印加される、項目20に記載の方法。
(項目33)
前記電気化学電池は、円筒形状である、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記電気化学電池は、三角柱形状である、項目32に記載の方法。
(項目35)
前記電気化学電池は、四角柱形状である、項目32に記載の方法。
(項目36)
前記電気化学電池は、該電池の充電および/または放電に起因して膨潤する、項目32に記載の方法。
(項目37)
前記電池を代替的に放電および充電することによって、該電池を少なくとも3回サイクルすることをさらに含み、3回目のサイクルの終了時に、該電池は、該電池の初期容量の少なくとも80%を呈する、項目20に記載の方法。
(項目38)
前記電池を代替的に放電および充電することによって、該電池を少なくとも10回サイクルすることをさらに含み、10回目のサイクルの終了時に、該電池は、該電池の初期容量の少なくとも80%を呈する、項目20に記載の方法。
(項目39)
前記電池を代替的に放電および充電することによって、該電池を少なくとも25回サイクルすることをさらに含み、25回目のサイクルの終了時に、該電池は、該電池の初期容量の少なくとも80%を呈する、項目20に記載の方法。
(項目40)
前記異方性力の非存在下での表面積の増加に対して、前記アノードの前記活性表面の表面積の増加を抑制することに有効な程度まで、前記電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノード活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加することをさらに含む、項目20に記載の方法。
(項目41)
電気エネルギーの貯蔵および使用の方法であって、
電気化学電池を提供することであって、該電気化学電池は、
カソードと、
アノードであって、該アノードは活性表面を有する、アノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する非固体電解質と
を備えている、ことと、
該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノードの該活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加することと
を含む、方法。
(項目42)
前記異方性力の非存在下での表面積の増加に対して、前記アノードの前記活性表面の表面積の増加を抑制することに有効な程度まで、前記電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノード活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するステップをさらに含む、項目41に記載の方法。
(項目43)
前記非固体電解質は、液体を含む、項目41に記載の方法。
(項目44)
物品であって、
第1の電気化学電池と、
第2の電気化学電池と、
少なくとも該第1の電池および該第2の電池の部分を包囲する収縮要素と
を備えており、
該収縮要素は、少なくとも約4.9ニュートン/cm 2 の圧力を画定する力を、該第1および第2の電池に印加するように構築および配設される、物品。
(項目45)
前記第1の電気化学電池は、第1の電解質を含み、前記第2の電気化学電池は、第2の電解質を含み、該第1および第2の電解質のうちの少なくとも1つは、非固体電解質を含む、項目44に記載の物品。
(項目46)
前記第1と第2の電気化学電池との間に配置される、スペーサをさらに備える、項目44に記載の物品。
(項目47)
前記第1の電気化学電池は、アノード活性材料を含む第1のアノードを備え、
前記第2の電気化学電池は、アノード活性材料を含む第2のアノードを備え、
該第1および第2のアノードのうちの少なくとも1つは、アノード活性材料としてリチウムを含む、項目44に記載の物品。
(項目48)
前記リチウムアノード活性材料は、リチウム合金を含む、項目47に記載の物品。
(項目49)
前記第1の電気化学電池は、アノード活性表面を備える第1のアノードを備え、
前記第2の電気化学電池は、アノード活性表面を備える第2のアノードを備え、
前記収縮要素は、前記電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、少なくとも49ニュートン/cm 2 の圧力を画定する、該第1および第2の活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、項目44に記載の物品。
(項目50)
前記第1の電気化学電池は、第1のカソードを備え、前記第2の電気化学電池は、第2のカソードを備え、該第1および第2のカソードのうちの少なくとも1つは、炭素と、硫黄とを含む、項目44に記載の電気化学電池。
(項目51)
物品であって、
電気化学電池であって、内部容積、該内部容積に近接した第1の電極、該第1の電極に近接した電解質、および該電解質に近接した第2の電極を備える、電気化学電池と、
該電気化学電池の該内部容積内に位置している膨張要素と、
該電気化学電池の外側の少なくとも一部分を包囲する収縮要素と
を備えており、
該収縮要素は、該電気化学電池の最外表面に力を印加するように構築および配設され、
該膨張要素は、該電気化学電池の該内部容積から外向きに放射状に広がる力を印加するように構築および配設され、
該電気化学電池の境界内の該力は、該電気化学電池の該境界内のメジアンの力の約30%未満だけ外れている、物品。
(項目52)
前記電解質は、非固体電解質を含む、項目51に記載の物品。
(項目53)
前記非固体電解質は、液体を含む、項目52に記載の物品。
(項目54)
前記電気化学電池の前記境界内の前記力は、該電気化学電池の該境界内のメジアンの力の約20%未満だけ外れている、項目51に記載の物品。
(項目55)
前記電気化学電池の前記境界内の前記力は、該電気化学電池の該境界内のメジアンの力の約10%未満だけ外れている、項目51に記載の物品。
(項目56)
前記電気化学電池の前記境界内の前記力は、約4.9ニュートン/cm 2 と約147ニュートン/cm 2 との間である、項目51に記載の物品。
(項目57)
前記電気化学電池は、円筒形である、項目51に記載の電気化学電池。
(項目58)
前記電気化学電池は、角柱を含む、項目51に記載の電気化学電池。
(項目59)
前記第1の電極は、前記内部容積の上に形成され、前記電解質は、該第1の電極の上に形成され、前記第2の電極は、該電解質の上に形成される、項目51に記載の電気化学電池。
Claims (59)
- 電気化学電池であって、
カソードと、
アノード活性材料としてリチウムを含むアノードであって、該アノードは活性表面を有する、アノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する電解質と
を備えており、
該電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノードの該活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、電気化学電池。 - 前記リチウム材料は、リチウム合金を含む、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記異方性力は、前記アノードの前記活性表面の上に一様に印加される、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記カソードは、炭素と、硫黄とを含む、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記カソードは、カソード活性材料と、結合剤材料とを含む、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記電気化学電池は、円筒形である、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記円筒形の電気化学電池は、円筒形の格納構造内に配置される、請求項6に記載の電気化学電池。
- 前記カソードは、カソード活性材料を含み、該カソードの中のカソード活性材料の量に対する前記アノードの中のアノード活性材料の量の比は、モル単位で1.5:1未満である、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記アノードと前記カソードとの間に多孔質セパレータをさらに備える、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記アノードと前記カソードとの間に、前記電解質に透過性のセパレータをさらに備える、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記セパレータは、微孔質ポリエチレンフィルムを備える、請求項10に記載の電気化学電池。
- 前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、約147ニュートン/cm2未満の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設され、該アノード活性表面と異方性力とは、該異方性力が、充電および放電を通して、該アノード活性表面の表面形態に影響を及ぼし、アノード活性表面積の増大を抑制するように一緒に選択され、該異方性力の非存在下にあるが、それ以外は本質的に同一である条件下においては、該アノード活性表面積は、充電および放電サイクルを通して大幅に増大させられる、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、少なくとも約4.9ニュートン/cm2の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、請求項1に記載の電気化学電池。
- 前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、約4.9ニュートン/cm2から約147ニュートン/cm2の間の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、請求項1に記載の電気化学電池。
- 電気化学電池であって、
カソードと、
アノードであって、該アノードは活性表面を有する、アノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する非固体電解質と
を備えており、
該電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノードの該活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、電気化学電池。 - 前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、約147ニュートン/cm2未満の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設され、該アノード活性表面と異方性力とは、該異方性力が、充電および放電を通して、該アノード活性表面の表面形態に影響を及ぼし、アノード活性表面積の増大を抑制するように一緒に選択され、該異方性力の非存在下にあるが、それ以外は本質的に同一である条件下においては、該アノード活性表面積は、充電および放電サイクルを通して、大幅に増大させられる、請求項15に記載の電気化学電池。
- 前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、少なくとも約4.9ニュートン/cm2の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、請求項15に記載の電気化学電池。
- 前記電池は、該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、約4.9ニュートン/cm2と約147ニュートン/cm2との間の圧力を画定する、前記アノードの前記活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、請求項15に記載の電気化学電池。
- 電気化学電池であって、
活性表面を伴うカソードと、
活性表面を伴うアノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する電解質と
を備えており、
該カソードおよびアノードは、降伏応力を有し、該カソードおよびアノードのうちの一方の有効降伏応力は、他方の該降伏応力よりも大きいことにより、該アノードの該活性表面および該カソードの該活性表面のうちの1つの該表面に垂直に印加される異方性力は、該カソードおよび該アノードのうちの1つの表面形態に影響を受けさせる、電気化学電池。 - 電気エネルギーの貯蔵および使用の方法であって、
電気化学電池を提供することであって、該電気化学電池は、
カソードと、
リチウムアノード活性材料を含むアノードであって、該アノードは活性表面を有する、アノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する電解質と
を備えている、ことと、
該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノードの該活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加することと
を含む、方法。 - 前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、前記アノード材料の降伏応力の約20%と約200%との間である、請求項20に記載の方法。
- 前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、前記アノード材料の降伏応力の約50%と約120%との間である、請求項20に記載の方法。
- 前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、前記アノード材料の降伏応力の約80%と約100%との間である、請求項20に記載の方法。
- 前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、約4.9と約147ニュートン/cm2との間の圧力を画定する、請求項20に記載の方法。
- 前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、約49と約117.6ニュートン/cm2との間の圧力を画定する、請求項20に記載の方法。
- 前記アノード活性表面に垂直な前記異方性力の前記成分は、約68.6と約98ニュートン/cm2との間の圧力を画定する、請求項20に記載の方法。
- 前記アノード活性表面と異方性力とは、前記異方性力が、充電および放電を通して、該アノード活性表面の表面形態に影響を及ぼし、アノード活性表面積の増大を抑制するように一緒に選択され、該異方性力の非存在下にあるが、それ以外は本質的に同一である条件下においては、該アノード活性表面積は、充電および放電サイクルを通して、大幅に増大させられる、請求項20に記載の方法。
- 前記異方性力は、圧縮ばねを使用して印加される、請求項20に記載の方法。
- 前記異方性力は、ベルビルワッシャを使用して印加される、請求項20に記載の方法。
- 前記異方性力は、空気圧式デバイスを使用して印加される、請求項20に記載の方法。
- 前記異方性力は、熱膨張を介して印加される、請求項20に記載の方法。
- 前記電気化学電池は、格納構造内に配置され、前記異方性力は、該格納構造に対して該電気化学電池を膨潤させることによって印加される、請求項20に記載の方法。
- 前記電気化学電池は、円筒形状である、請求項32に記載の方法。
- 前記電気化学電池は、三角柱形状である、請求項32に記載の方法。
- 前記電気化学電池は、四角柱形状である、請求項32に記載の方法。
- 前記電気化学電池は、該電池の充電および/または放電に起因して膨潤する、請求項32に記載の方法。
- 前記電池を代替的に放電および充電することによって、該電池を少なくとも3回サイクルすることをさらに含み、3回目のサイクルの終了時に、該電池は、該電池の初期容量の少なくとも80%を呈する、請求項20に記載の方法。
- 前記電池を代替的に放電および充電することによって、該電池を少なくとも10回サイクルすることをさらに含み、10回目のサイクルの終了時に、該電池は、該電池の初期容量の少なくとも80%を呈する、請求項20に記載の方法。
- 前記電池を代替的に放電および充電することによって、該電池を少なくとも25回サイクルすることをさらに含み、25回目のサイクルの終了時に、該電池は、該電池の初期容量の少なくとも80%を呈する、請求項20に記載の方法。
- 前記異方性力の非存在下での表面積の増加に対して、前記アノードの前記活性表面の表面積の増加を抑制することに有効な程度まで、前記電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノード活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加することをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 電気エネルギーの貯蔵および使用の方法であって、
電気化学電池を提供することであって、該電気化学電池は、
カソードと、
アノードであって、該アノードは活性表面を有する、アノードと、
該カソードおよび該アノードと電気化学的に連絡する非固体電解質と
を備えている、ことと、
該電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノードの該活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加することと
を含む、方法。 - 前記異方性力の非存在下での表面積の増加に対して、前記アノードの前記活性表面の表面積の増加を抑制することに有効な程度まで、前記電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、該アノード活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するステップをさらに含む、請求項41に記載の方法。
- 前記非固体電解質は、液体を含む、請求項41に記載の方法。
- 物品であって、
第1の電気化学電池と、
第2の電気化学電池と、
少なくとも該第1の電池および該第2の電池の部分を包囲する収縮要素と
を備えており、
該収縮要素は、少なくとも約4.9ニュートン/cm2の圧力を画定する力を、該第1および第2の電池に印加するように構築および配設される、物品。 - 前記第1の電気化学電池は、第1の電解質を含み、前記第2の電気化学電池は、第2の電解質を含み、該第1および第2の電解質のうちの少なくとも1つは、非固体電解質を含む、請求項44に記載の物品。
- 前記第1と第2の電気化学電池との間に配置される、スペーサをさらに備える、請求項44に記載の物品。
- 前記第1の電気化学電池は、アノード活性材料を含む第1のアノードを備え、
前記第2の電気化学電池は、アノード活性材料を含む第2のアノードを備え、
該第1および第2のアノードのうちの少なくとも1つは、アノード活性材料としてリチウムを含む、請求項44に記載の物品。 - 前記リチウムアノード活性材料は、リチウム合金を含む、請求項47に記載の物品。
- 前記第1の電気化学電池は、アノード活性表面を備える第1のアノードを備え、
前記第2の電気化学電池は、アノード活性表面を備える第2のアノードを備え、
前記収縮要素は、前記電池の充電および/または放電中の少なくとも1つの期間中に、少なくとも49ニュートン/cm2の圧力を画定する、該第1および第2の活性表面に垂直な成分を伴う異方性力を印加するように構築および配設される、請求項44に記載の物品。 - 前記第1の電気化学電池は、第1のカソードを備え、前記第2の電気化学電池は、第2のカソードを備え、該第1および第2のカソードのうちの少なくとも1つは、炭素と、硫黄とを含む、請求項44に記載の電気化学電池。
- 物品であって、
電気化学電池であって、内部容積、該内部容積に近接した第1の電極、該第1の電極に近接した電解質、および該電解質に近接した第2の電極を備える、電気化学電池と、
該電気化学電池の該内部容積内に位置している膨張要素と、
該電気化学電池の外側の少なくとも一部分を包囲する収縮要素と
を備えており、
該収縮要素は、該電気化学電池の最外表面に力を印加するように構築および配設され、
該膨張要素は、該電気化学電池の該内部容積から外向きに放射状に広がる力を印加するように構築および配設され、
該電気化学電池の境界内の該力は、該電気化学電池の該境界内のメジアンの力の約30%未満だけ外れている、物品。 - 前記電解質は、非固体電解質を含む、請求項51に記載の物品。
- 前記非固体電解質は、液体を含む、請求項52に記載の物品。
- 前記電気化学電池の前記境界内の前記力は、該電気化学電池の該境界内のメジアンの力の約20%未満だけ外れている、請求項51に記載の物品。
- 前記電気化学電池の前記境界内の前記力は、該電気化学電池の該境界内のメジアンの力の約10%未満だけ外れている、請求項51に記載の物品。
- 前記電気化学電池の前記境界内の前記力は、約4.9ニュートン/cm2と約147ニュートン/cm2との間である、請求項51に記載の物品。
- 前記電気化学電池は、円筒形である、請求項51に記載の電気化学電池。
- 前記電気化学電池は、角柱を含む、請求項51に記載の電気化学電池。
- 前記第1の電極は、前記内部容積の上に形成され、前記電解質は、該第1の電極の上に形成され、前記第2の電極は、該電解質の上に形成される、請求項51に記載の電気化学電池。
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