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Claims (15)
- エネルギー蓄積デバイスにおいて使用するための構造であって、前記構造は、基準面に対して直交する方向において測定された少なくとも５０マイクロメートルの高さＨＡを有するアノード構造のポピュレーションを含み、
前記ポピュレーションのそれぞれのメンバーは、フロント面、バック面、前記フロント面から前記バック面までの測定された厚みＴ、および少なくとも０．１のボイド容量率を有する微細構造のアノード活性物質層を有し、
前記フロント面と前記バック面は、前記基準面に対して実質的に垂直であり、
前記厚みＴは、前記基準面に平行な方向に測定され、少なくとも１マイクロメートルであり、
前記微細構造のアノード活性物質層は、繊維質又は多孔質のアノード活性物質を含み、
（ｉ）前記微細構造の物質層を含むアノード活性物質の繊維質が、当該層のバック面に付着され、大部分が微細構造のアノード活性物質層のバック面に前記繊維質の付着点で前記基準面に対して実質的に平行な中心軸を有するように、および
（ｉｉ）前記微細構造の物質層を含む多孔質のアノード活性物質の細孔の大部分が、前記基準面に対して実質的に平行である主軸を有するように、
繊維質又は多孔質のアノード活性物質を含むように構成されており、その構成において、
前記基準面に平行な方向に測定された、前記ポピュレーションの少なくとも２つのメンバーの間の直線的な距離ＤＬは、前記ポピュレーションのための最大値ＨＡより大きな値である、エネルギー蓄積デバイスにおいて使用するための構造。 - 前記ポピュレーションの各メンバーが、アルミニウム、錫、シリコン、又はそれらの合金を含む、請求項１に記載の構造。
- 前記ポピュレーションの各メンバーが、シリコン若しくはその合金を含み、約１〜約１００マイクロメートルの厚みを有する、請求項１に記載の構造。
- 前記ポピュレーションの各メンバーのＨＡがＴより大きい、請求項１に記載の構造。
- 前記ポピュレーションの各メンバーの前記微細構造のアノード活性物質層が、多孔質シリコン若しくはその合金を含み、０．８未満であり少なくとも０．１のボイド容量率、および約１〜約２００マイクロメートルの厚みを有する、請求項１に記載の構造。
- 前記ポピュレーションのためのＨＡの最大値が５，０００マイクロメートル未満である、請求項１に記載の構造。
- 前記ポピュレーションの各メンバーの前記微細構造のアノード活性物質層は、シリコン若しくはその合金、又は多孔質シリコン若しくはその合金のナノ細線を含み、０．８未満であり少なくとも０．１のボイド容量率を有し、約１〜約２００マイクロメートルの厚みを有し、１０シーメンス／ｃｍ未満の電気伝導率を有するバックボーンに支持され、そして前記ポピュレーションのためのＨＡの最大値は５，０００マイクロメートル未満である、請求項１に記載の構造。
- 請求項１から７のいずれか一項に記載の構造の電気化学スタックであって、
前記電気化学スタックは、アノード構造のポピュレーションを備える積み重ねられた構成においてカソード構造とセパレータ層を更に含み、
前記セパレータ層が前記アノード構造と前記カソード構造の間に配置され、前記カソード構造、前記セパレータ層および前記アノード構造の積み重ねられる方向が基準面に平行であるよう構成されており、その構成において、
前記基準面に平行な方向に測定された、前記ポピュレーションの少なくとも２つのメンバーの間の直線的な距離ＤＬは、前記ポピュレーションのための最大値ＨＡより大きな値である、電気化学スタック。 - 前記アノード構造はアノード電流コレクタを含み、前記カソード構造はカソード電流コレクタを含み、前記アノード電流コレクタ又は前記カソード電流コレクタはイオン透過伝導層を含む、請求項８に記載の電気化学スタック。
- 前記アノード構造はアノード電流コレクタ層を含み、前記アノード電流コレクタ層は前記アノード活性物質層とセパレータ層との間で直接接触して配置された、請求項８に記載の電気化学スタック。
- 請求項１から１０のいずれか一項に記載の構造の電気化学スタックを備えるエネルギー蓄積デバイス。
- キャリアー・イオンが、リチウムイオンである、請求項１１に記載のエネルギー蓄積デバイス。
- 前記微細構造のアノード活性物質層は、メソ多孔質のシリコン若しくはその合金、マクロ多孔質のシリコン若しくはその合金、またはメソ多孔質とマクロ多孔質のシリコンとの組み合わせ若しくはその合金を含み、前記微細構造のアノード活性物質層は、約２から約７５マイクロメートルの厚みを有する、請求項１１または１２に記載のエネルギー蓄積デバイス。
- 前記基準面に平行な方向に測定された、前記ポピュレーションの少なくとも２つのメンバーの間の直線的な距離ＤＬは、前記ポピュレーションのための最大値ＨＡより少なくとも１０倍大きな値である、請求項１１または１２に記載のエネルギー蓄積デバイス。
- 二次電池が少なくとも２つの電気化学スタックを含み、前記電気化学スタックが前記基準面に対して直交する方向に互いに積み重ねられた、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のエネルギー蓄積デバイス。
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