TW201707270A - 固態電池單元及製造和使用彼之方法 - Google Patents

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Abstract

提供固態電池單元及製造彼之方法。在一或多個實施態樣中，固態電池單元可包括一或多種配置在一或多個電極及一或多個相對電極之間的固態離子導體。電極可包括至少90at%的鎂，該相對電極可為或包括一或多種導電材料，及該固態離子導體可為或包括一或多種離子導電材料。離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物，及該相對電極和該固態離子導體可具有約1μm至小於1mm之組合厚度。

Description

固態電池單元及製造和使用彼之方法 相關申請案的交互參照
本申請案主張2015年4月3日申請之美國臨時專利申請案第62/142,696號；2015年9月17日申請之美國臨時專利申請案第62/219,854號；及2016年1月27日申請之美國臨時專利申請案第62/287,571號之權益，彼等全部以引用併入本文中。
實施態樣通常描述關於固態電池單元及製造和使用彼之方法。更具體地說，該等實施態樣關於含鎂之固態電池單元及製造和使用彼之方法。
習用電池通常可具有液體電解質或凝膠電解質。這些液體和凝膠電解質可為腐蝕性的且如果暴露於人體或其他生物體，會是有害的。習用電池也會是體積大的且具有有限的形狀和大小，其部分地由電解質的量和其中所含電解質之所需保護性密封所支配。
固態電池單元可具有含有鋰或造幣金屬(諸如銅，銀、或金)之電極。含有由金屬鋰製造之電極的固態電池在製造方法期間以及儲存、運輸和使用期間會爆炸。含有由造幣金屬製造之電極的固態電池會具有比較低的電荷密度且製造上會比具有類似電荷密度的其他電池昂貴得多。
因此，需要改良之固態電池單元及用於製造固態電池單元之方法。固態電池單元可具有比具有可比較的功率密度之傳統電池更小的尺寸、更大的開路電壓、及/或更容易且更便宜地製造。
概述
提供固態電池單元及製造彼之方法。在一或多個實施態樣中，固態電池單元可包括配置在一或多個電極和一或多個相對電極之間的一或多個固態離子導體。電極可包括至少90原子百分比(at%)的鎂，該相對電極可為或包括一或多種導電材料，及該固態離子導體可為或包括一或多種離子導電材料。離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物和該相對電極和該固態離子導體可具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
在固態電池單元之一些實施態樣中，電極可包括至少90at%的鎂，相對電極可為或包括一或多種導電材料和一或多種離子導電物質，及固態離子導體可為或包 括一或多種離子導電材料。離子導電材料可為或包括水合材料。
在其他實施態樣中，一種製造固態電池單元之方法可包括組合一或多種含鎂基質和一或多種試劑溶液以產生混合物。含鎂基質可包括至少90at%的鎂。該方法也可包括使混合物中之一部分的含鎂基質和試劑溶液反應以產生一或多種配置在電極上之固態離子導體。固態離子導體可為或包括一或多種衍生自含鎂基質和試劑溶液之反應部分的離子導電材料。電極可包括含鎂基質之未反應部分。該方法可另外包括在該固態離子導體上或之上形成一或多個含有一或多種導電材料之相對電極。固態離子導體可至少部分配置在該電極和該相對電極之間且該相對電極和該固態離子導體可具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
100、200、300、400、500、600、800、900‧‧‧固態電池單元
102、202、302、402、522、602、702、802、902、1002‧‧‧陰極
104、204、304、404、524、604、704、804、904、1004‧‧‧陽極
110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010‧‧‧電極
120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020‧‧‧固態離子導體
130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030‧‧‧相對電極
222、422‧‧‧二次固態導體
550、850、1000‧‧‧固態電池
605‧‧‧線圈
700‧‧‧固態圓盤電池單元
840、940‧‧‧空腔
1040‧‧‧集電器
1050‧‧‧保留液體之襯墊
1055‧‧‧電絕緣體
1060‧‧‧外殼
因此，以其中上述特徵可詳細理解的方式，上述簡要概述之更具體的說明可參考實施態樣，其中一些顯示於所附圖式中。然而，應注意的是：所附圖示僅說明典型實施態樣且因此不被認為是對其範圍的限制，因為本發明可允許其他同等有效的實施態樣。
圖1描繪根據一或多個所述實施態樣的說明性固態電池單元之透視圖。
圖2描繪沿圖1中線2-2的固態電池單元之 剖視圖。
圖3描繪沿圖1中線3-3的固態電池單元之剖視圖。
圖4描繪根據一或多個所述實施態樣的另一說明性固態電池單元之透視圖。
圖5描繪沿圖4中線5-5的固態電池單元之剖視圖。
圖6描繪沿圖4中線6-6的固態電池單元之剖視圖。
圖7描繪根據一或多個所述實施態樣的另一說明性固態電池單元之透視圖。
圖8描繪沿圖7中線8-8的固態電池單元之剖視圖。
圖9描繪沿圖7中線9-9的固態電池單元之剖視圖。
圖10描繪根據一或多個所述實施態樣的另一說明性固態電池單元之透視圖。
圖11描繪沿圖11中線11-11的固態電池單元之剖視圖。
圖12描繪沿圖12中線12-12的固態電池單元之剖視圖。
圖13描繪根據一或多個所述實施態樣的含有三種固態電池單元之說明性固態電池的示意圖。
圖14描繪根據一或多個所述實施態樣的說明 性固態線圈電池之透視圖。
圖15描繪根據一或多個所述實施態樣的說明性固態圓盤電池單元之俯視圖。
圖16描繪沿圖15中線16-16的固態圓盤電池單元之剖視圖。
圖17描繪根據一或多個所述實施態樣的說明性固態容器電池單元之剖視圖。
圖18描繪沿圖17中線18-18的固態容器電池單元之剖視圖。
圖19描繪沿圖17中線19-19的固態容器電池單元之剖視圖。
圖20描繪根據一或多個所述實施態樣的另一說明性固態容器電池單元之剖視圖。
圖21描繪沿圖20中線21-21的固態容器電池單元之剖視圖。
圖22描繪沿圖20中線22-22的固態容器電池單元之剖視圖。
圖23描繪根據一或多個所述實施態樣的另一說明性固態電池之透視圖。
圖24描繪沿圖23中線24-24的固態電池之剖視圖。
圖25描繪沿圖23中線25-25的固態電池之剖視圖。
圖26描繪根據一或多個實施態樣的說明性固 態電池以再充電模式測得之電壓隨時間的曲線圖。
圖27描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態電池以放電模式測得之電壓隨時間的曲線圖。
圖28描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態電池以另一放電模式測得之電壓隨時間的曲線圖。
圖29描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態電池以自復原模式測得之電壓隨時間的曲線圖。
圖1描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態電池單元100之透視圖。圖2描繪沿圖1中線2-2的固態電池單元100之剖視圖和圖3描繪沿圖1中線3-3的固態電池單元100之剖視圖。固態電池單元100可包括一或多個電極110、一或多個固態離子導體120，及一或多個相對電極130。固態離子導體120可至少部分配置在電極110和相對電極130之間，如圖1-3中所描繪。
電極110可為或包括一或多種含鎂材料，固態離子導體120可為或包括一或多種離子導電材料，及相對電極130可為包括一或多種導電材料。相對電極130亦可為或包括一或多種離子導電物質。在一些實例中，含鎂材料可為或包括至少90原子百分比(at%)的鎂，該離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物及導電材料可為或包括石墨。離子導電物質，如果存在的話，可為或包括一或多種水合物。一或多個陰極102可連接至相對電極130 的任何部分及/或與相對電極130電連通及一或多個陽極104可連接至電極110的任何部分及/或與電極110電連通。陰極102和陽極104可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料、或其任何組合。
固態離子導體120和相對電極130之組合厚度(T1)可為約1μm、約2μm、約5μm、約10μm、約20μm、或約50μm至約100μm、約250μm、約500μm、約750μm、約900μm，或小於1mm。例如，固態離子導體120和相對電極130之組合厚度(T1)可為約1μm至小於1mm、約2μm至約500μm、或約2.5μm至約250μm。固態電池單元100之長度(L1)可為約5mm、約10mm、或約50mm至約10cm、約50cm、約100cm、約500cm、或約1,000cm。例如，固態電池單元100之長度(L1)可為約5mm至約1,000cm、約5mm至約10cm、或約5mm至約50mm。固態電池單元100之直徑(D1)可為約0.2mm、約1mm、或約5mm至約1cm、約10cm、或約50cm。例如，固態電池單元100之直徑(D1)可為約0.2mm至約50cm、約0.2mm至約10cm、或約1mm至約5mm。
圖4描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態電池單元200之透視圖。圖5描繪沿圖4中線5-5的固態電池單元200之剖視圖和圖6描繪沿圖4中線6-6的固態電池單元200之剖視圖。固態電池單元200可包括一或多個電極210、一或多個固態離子導體220、一或多個二 次固態導體222，及一或多個相對電極230。固態離子導體220可至少部分配置在電極210和相對電極230之間和二次固態導體222可至少部分配置在固態離子導體220和相對電極230之間，如圖4-6中所描繪。
電極210可為或包括一或多種含鎂材料，固態離子導體220可為或包括一或多種離子導電材料、二次固態導體222可為或包括一或多種導電材料及/或一或多種離子導電材料，及相對電極230可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種離子導電物質。在一些實例中，含鎂材料可為或包括至少90at%的鎂，離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物，二次固態導體222中之導電材料可為或包括石墨及二次固態導體222中之離子導電物質可為或包括一或多種水合物；一或多種鹽、一或多種金屬氧化物、一或多種金屬氫氧化物，及相對電極230中之導電材料可為或包括石墨及相對電極230中之離子導電物質可為或包括一或多種水合物。一或多個陰極202可連接至相對電極230的任何部分及/或與相對電極230電連通及一或多個陽極204可連接至電極210的任何部分及/或與電極210電連通。陰極202和陽極204可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料、或其任何組合。
在一些實例中，二次固態導體222可形成、沉積、或者配置在固態離子導體220上以便覆蓋、修復、或減少配置在固態離子導體220中之缺陷。該等缺陷可為 或包括使電極210和相對電極230電短路及/或可減少固態離子導體220和相對電極230之間的電接觸電阻之針孔。二次固態導體222也可提供另外的移動陰離子或陽離子以改良固態離子導體220和相對電極230之離子傳導、增強在電極210和相對電極230上發生之氧化還原反應、及/或增強一或多種與接觸相對電極230的一或多種氣體及/或一或多種液體(例如，空氣或水)之反應。
固態離子導體220、二次固態導體222和相對電極230之組合厚度(T2)可為約1μm、約2μm、約5μm、約10μm、約20μm、或約50μm至約100μm、約250μm、約500μm、約750μm、約900μm、或小於1mm。例如，固態離子導體220、二次固態導體222和相對電極230之組合厚度(T2)可為約1μm至小於1mm、約2μm至約500μm、或約2.5μm至約250μm。固態電池單元200之長度(L2)可為約5mm、約10mm、或約50mm至約10cm、約50cm、約100cm、約500cm、或約1,000cm。例如，固態電池單元200之長度(L2)可為約5mm至約1,000cm、約5mm至約10cm、或約5mm至約50mm。固態電池單元200之直徑(D2)可為約0.2mm、約1mm、或約5mm至約1cm、約10cm、或約50cm。例如，固態電池單元200之直徑(D2)可為約0.2mm至約50cm、約0.2mm至約10cm、或約1mm至約5mm。
圖7描繪根據一或多個實施態樣的說明性固 態電池單元300之透視圖。圖8描繪沿圖7中線8-8的固態電池單元300之剖視圖和圖9描繪沿圖7中線9-9的固態電池單元300之剖視圖。固態電池單元300可包括一或多個電極310、一或多個固態離子導體320及一或多個相對電極330。固態離子導體320可至少部分配置在電極310和相對電極330之間，如圖7-9中所描繪。
電極310可為或包括一或多種含鎂材料，固態離子導體320可為或包括一或多種離子導電材料，及相對電極330可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種離子導電物質。在一些實例中，含鎂材料可為或包括至少90at%的鎂，離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物及導電材料可為或包括石墨和離子導電物質可為或包括一或多種水合物。一或多個陰極302可連接至相對電極330的任何部分及/或與相對電極330電連通及一或多個陽極304可連接至電極310的任何部分及/或與電極310電連通。陰極302和陽極304可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料，如本中所討論及描述，或其任何組合。
固態電池單元300之厚度(T3)可為約0.05mm、約0.5mm、或約1mm至約10mm、約50mm、或約100mm。例如，固態電池單元300之厚度(T3)可為約0.05mm至約100mm、約0.5mm至約30mm、或約0.5mm至約1mm。固態離子導體320和相對電極330之組合厚度(T4)可為約1μm、約2μm、約5μm、約10 μm、約20μm、或約50μm至約100μm、約250μm、約500μm、約750μm、約900μm，或小於1mm。例如，固態離子導體320和相對電極330之組合厚度(T4)可為約1μm至小於1mm、約2μm至約500μm、或約2.5μm至約250μm。
固態電池單元300之長度(L3)可為約2mm、約5mm、約10mm、或約50mm至約10cm、約50cm、約100cm、或約500cm。例如，固態電池單元300之長度(L3)可為約2mm至約500cm、約2mm至約10cm、或約2mm至約10mm。固態電池單元300之寬度(W1)可為約2mm、約10mm、或約50mm至約10cm、約100cm、或約500cm。例如，固態電池單元300之寬度(W1)可為約2mm至約500cm、約2mm至約50cm、或約2mm至約10cm。
圖10描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態電池單元400之透視圖。圖11描繪沿圖10中線11-11的固態電池單元400之剖視圖和圖12描繪沿圖10中線12-12的固態電池單元400之剖視圖。固態電池單元400可包括一或多個電極410、一或多個固態離子導體420、一或多個二次固態導體422，及一或多個相對電極430。固態離子導體420可至少部分配置在電極410和相對電極430之間和二次固態導體422可至少部分配置在固態離子導體420和相對電極430之間，如圖10-12中所描繪。
電極410可為或包括一或多種含鎂材料，固 態離子導體420可為或包括一或多種離子導電材料，二次固態導體422可為或包括一或多種導電材料及/或一或多種離子導電材料，及相對電極430可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種離子導電物質。在一些實例中，電極410中所含之含鎂材料可為或包括至少90at%的鎂，固態離子導體420中所含之離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物，二次固態導體422中所含之導電材料可為或包括石墨及二次固態導體422中所含之離子導電物質可為或包括一或多種水合物、一或多種鹽、一或多種金屬氧化物、一或多種金屬氫氧化物、及相對電極430中所含之導電材料可為或包括石墨及相對電極430中所含之離子導電物質可為或包括一或多種水合物。一或多個陰極402可連接至相對電極430的任何部分及/或與相對電極430電連通及一或多個陽極404可連接至電極410的任何部分及/或與電極410電連通。陰極402和陽極404可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料，如本中所討論及描述，或其任何組合。
在一些實例中，二次固態導體422可形成、沉積、或者配置在固態離子導體420上以便覆蓋、修復、或減少配置在固態離子導體420中之缺陷。該等缺陷可為或包括使電極410和相對電極430電短路及/或可減少固態離子導體420和相對電極430之間的電接觸電阻之針孔。二次固態導體422也可提供另外的移動陰離子或陽離子以改良固態離子導體420和相對電極430之離子傳導， 增強在電極410和相對電極430上發生之氧化還原反應、及/或增強一或多種與接觸相對電極430的一或多種氣體及/或一或多種液體(例如，空氣或水)之反應。
固態電池單元400之厚度(T5)可為約0.05mm、約0.5mm、或約1mm至約10mm、約50mm、或約100mm。例如，固態電池單元400之厚度(T5)可為約0.05mm至約100mm、約0.5mm至約30mm、或約0.5mm至約1mm。固態離子導體420、二次固態導體422和相對電極430之組合厚度(T6)可為約1μm、約2μm、約5μm、約10μm、約20μm、或約50μm至約100μm、約250μm、約500μm、約750μm、約900μm，或小於1mm。例如，固態離子導體420、二次固態導體422和相對電極430之組合厚度(T6)可為約1μm至小於1mm、約2μm至約500μm、或約2.5μm至約250μm。
固態電池單元400之長度(L4)可為約2mm、約5mm、約10mm、或約50mm至約10cm、約50cm、約100cm、或約500cm。例如，固態電池單元400之長度(L4)可為約2mm至約500cm、約2mm至約10cm、或約2mm至約10mm。固態電池單元400之寬度(W2)可為約2mm、約10mm、或約50mm至約10cm、約100cm、或約500cm。例如，固態電池單元400之寬度(W2)可為約2mm至約500cm、約2mm至約50cm、或約2mm至約10cm。
電極
在至少一個實施態樣中，電極110、210、310、及/或410及固態離子導體120、220、320、及/或420之至少一部分可由相同含鎂基質製造、產生、或者衍生。例如，固態離子導體120、220、320、及/或420中之鎂化合物可由第一部分之含鎂基質製造、產生、或者衍生及電極110、210、310、及/或410中之鎂可由第二部分之含鎂基質製造、產生、或者衍生。在一些實例中，可轉化第一部分之含鎂基質以產生固態離子導體120、220、320、及/或420或至少一部分的固態離子導體120、220、320、及/或420和其餘或第二部分之含鎂基質可為或包括電極110、210、310、及/或410。固態離子導體120、220、320、及/或420可連續或間斷地配置在電極110、210、310、及/或410之一或多個部分上。
電極110、210、310、及/或410可為或包括一或多種含鎂基質及/或一或多部分之含鎂基質。含鎂基質可為或包括(但不限於)下列之一或多者：線、桿、箔、片、板、薄膜、圓盤、條、容器、導管、管、端帽、塞子、或其任何組合。在一些實例中，用以產生電極110及/或210和固態離子導體120及/或220(分別描繪於圖1-3和4-6中)之含鎂基質，可為一或多個線或一或多個桿。在其它實例中，用以產生電極310及/或410和固態離子導體320及/或420(分別描繪於圖7-9和10-12中)之含鎂基質可為一或多個板、一或多個薄膜、或一或多個 條。
電極110、210、310、及/或410和含鎂基質可為或包括至少90at%的鎂。例如，電極110、210、310、及/或410和含鎂基質可包括至少91at%，至少92at%，至少93at%，至少94at%，至少95at%，至少96at%，至少97at%，至少98at%，至少99at%，至少99.5at%，至少99.8at%，至少99.9at%，至少99.95at%，至少99.99at%，或更大的鎂。例如，電極110、210、310、及/或410和含鎂基質可包括約90at%至約100at%、約92at%至約99.99at%、約95at%至約99.9at%、或約95at%至約99at%的鎂。
在其它實例中，電極110、210、310、及/或410和含鎂基質可包括一或多種元素或一或多種非鎂之金屬。說明性元素或非鎂之金屬可為或包括(但不限於)鋁、銀、鋅、矽、錳、鈧、釔、鑭、鈰、鐠、釹、鉅、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、其合金、或其任何混合物。電極110、210、310、及/或410和含鎂基質可包括約10at%或更少之一或多種元素或一或多種非鎂之金屬。例如，電極110、210、310、及/或410和含鎂基質可包括約0.01at%、約0.1at%、約0.5at%、約1at%、約2at%、約3at%、或約4at%至約5at%、約6at%、約7at%、約8at%、約9at%、或約10at%的一或多種元素或一或多種非鎂之金屬。在一或多個實例中，電極110、210、310、及/或410及含鎂基質可包括至少90 at%的鎂且可包括約1at%至約7at%、約2at%至約5at%、或約3at%至約4at%的鋁。
固態離子導體
固態離子導體120、220、320、及/或420可包括(但不限於)一或多種離子導電材料。離子導電材料可為或包括(但不限於)一或多種鎂化合物、一或多種水合物或水合材料、一或多種鹽或離子化合物、或其任何混合物。在一些實例中、該離子導電材料可具有大於1×10-8S/cm之離子導電性及可具有1×10-8S/cm或更小之電子導電性。
固態離子導體120、220、320、及/或420中可含之離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物。說明性鎂化合物可為或包括(但不限於)氧化鎂、氫氧化鎂、過氧化鎂、氯化鎂、過氯酸鎂、亞氯酸鎂、次氯酸鎂、硫酸鎂、亞硫酸鎂、碳酸鎂、氰化鎂、乙酸鎂、甲酸鎂、碳酸氫鎂、氮化鎂、硝酸鎂、硼酸鎂、硫酸鋁鎂、矽酸鋁鎂、氧化鋁鎂、或其任何組合。
固態離子導體120、220、320、及/或420中可含之離子導電材料可為或包括一或多種水合材料。在一些實例中，該水合材料可為或包括一或多種可具有一或多個化學鍵結至一或多種物質(諸如，下列之一或多者：元素、化合物、材料、或其任何混合物)之水分子的水合物錯合物。水合物錯合物可包括一或多個化學鍵結至物質之 表面或併入物質的結晶結構之水分子。
在一些實例中，該水合材料可為或包括(但不限於)水合硫酸鹽、水合氯化物、水合氰化物、水合矽酸鹽、水合鋁酸鹽、水合乙酸鹽、水合氧化物、水合氫氧化物、水合石墨、或其任何混合物。例如，水合材料可為或包括(但不限於)硫酸鎂水合物、硫酸銅水合物、硫酸鋁鉀水合物、氯化鈷水合物、乙酸鎂水合物、氧化釩水合物、氧化鐵水合物、矽酸鎂鋁鈣鈉氫氧化物水合物、矽酸鎂水合物、水合矽酸鋁、氰化鐵水合物、硼酸鎂水合物、硝酸鎂水合物、其水合物、其異構物、或其任何組合。
在一些具體實例中，該水合材料可為或包括(但不限於)硫酸鎂水合物(例如，MgSO4‧7H2O)、硫酸銅水合物(例如，CuSO4‧5H2O)、硫酸鋁鉀水合物(例如，KAI(SO4)2‧12H2O)、氯化鈷水合物(例如，CoCl2‧6H2O)、乙酸鎂水合物(例如，Mg(CH3COO)2‧4H2O)、氧化釩水合物(例如，V2O5‧3H2O)、氧化鐵水合物(例如，Fe2O3‧H2O)、矽酸鎂鋁鈣鈉氫氧化物水合物(例如，(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2‧nH2O，其中n可為約1至約10)、矽酸鎂水合物(例如，MgO‧mSiO2‧H2O，其中m可為約1至約3)、水合矽酸鋁(例如，Al2O3‧2SiO2‧2H2O)、氰化鐵水合物(例如，Fe7(CN)18‧pH2O，其中p可為約14至約16)、其水合物、其之其他金屬、其異構物、或其任何組合。
水合材料可包括一或多種移動離子。移動離 子可藉由一或多種流過固態電池單元100之電流而在水合材料中形成或者產生。各移動離子可具有約0.05nm至小於0.5nm、約0.1nm至小於0.5nm、約0.1nm至小於0.4nm、或約0.3nm至小於0.5nm之水合半徑。
水合材料可為或包括(但不限於)一或多種鹽及/或一或多種離子化合物。鹽或離子化合物可包括一或多種陽離子、一或多個陰離、一或多種水合物(水分子)、或其任何混合物。陽離子可為或包括(但不限於)銅、鐵、鋅、錫、鋁、錳、鈦、鈉、鉀、銫、鎂、鈣、釩、鈹、鈰、或其任何混合物之陽離子。例如，陽離子可為或包括Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Sn2+、Sn4+、Al3+、Mn2+、Mn4+、Ti3+、Ti4+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、V2+、V4+、V5+、Be2+、Ce4+、或其任何混合物。陰離子可為或包括(但不限於)過氯酸根、氯酸根、亞氯酸根、硫酸氫根、碳酸根、硝酸根、亞硝酸根、磷酸根、氧根、鋁酸根、原矽酸根、矽酸根、矽酸鋁、高錳酸根、氫氧根、乙酸根、甲酸根、或其任何混合物。
在一或多個實施態樣中，固態離子導體120、220、320、及/或420可包括二或多個離子導體，諸如第一離子導體和第二離子導體。第一離子導體可配置在電極110、210、310、及/或410上且可包括離子導電材料及第二離子導體可配置在第一離子導體上。第一離子導體和第二離子導體可各自獨立地包括一或多種水合材料。固態離子導體之水合或水濃度可為約1ppb(十億分之一或 0.0000001wt%)、約1ppm(百萬分之一或0.0001wt%)、或約10ppm(0.001wt%)的水至約1wt%、約10wt%、或約75wt%的水。
相對電極
相對電極130、230、330、及/或430和二次固態導體232及/或432可獨立地包括一或多種導電材料、一或多種離子導電物質、或一或多種導電材料和一或多種離子導電物質之組合或混合物。離子導電物質可為或包括本文所討論或描述之離子導電材料中的任何一者。
相對電極130、230、330、及/或430中之導電材料可為或包括(但不限於)一或多種金屬、一或多種導電聚合物、石墨、一或多種石墨材料、一或多種石墨化合物、或其任何組合。說明性金屬可為或包括(但不限於)銀、鎳、金、銅，鋁、其合金、或其任何混合物。金屬可於粒子、一或多個薄膜、一或多個板、一或多個線、或其任何混合物之形式。在其它實例中，導電材料可為或包括一或多種導電聚合物或導電聚合物材料。說明性導電聚合物和導電聚合物材料可為或包括(但不限於)聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT：PSS)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PT)、聚吡咯(PPy)、其共聚物、其衍生物、或其任何混合物。
在一些實例中，相對電極130、230、330、及/或430可包括石墨、一或多種石墨化合物、一或多種石 墨材料、或其任何混合物。在其它實例中，相對電極130、230、330、及/或430可包括一或多種之離子導電物質及亦包括石墨、一或多種石墨化合物、一或多種石墨材料、或其任何混合物。石墨、石墨化合物和石墨材料可於(但不限於)薄片、粉末、纖維、發泡體、或層狀薄膜或材料的形式。石墨、石墨化合物或石墨材料可為或包括(但不限於)多個單層諸如石墨烯或經摻雜之石墨烯，包括一或多種石墨烯化合物、一或多種元素併入石墨烯層之間、一或多種化合物併入石墨烯層之間、或其任何混合物。說明性石墨烯化合物可為或包括(但不限於)石墨烯氧化物、石墨烯過氯酸鹽、石墨烯硫酸氫鹽、或其任何混合物。石墨可摻雜一或多種金屬，其可為或包括(但不限於)銅、銀、鋁、其合金、或其任何混合物。嵌入一或多種併入石墨烯層之間的元素之石墨可為或包括(但不限於)嵌入鈉、鉀、鋰、銣、鎂、鈣、鈹、鉺、鐿、其離子、其合金、或其任何混合物之石墨。
嵌入一或多種併入石墨烯層之化合物的石墨可為或包括(但不限於)嵌入一或多種離子化合物及/或一或多種鹽之石墨。離子化合物或鹽可包括一或多種陽離子、一或多個陰離子、一或多種水合物(水分子)、或其任何混合物。陽離子可為或包括(但不限於)銅、鐵、鋅、錫、鋁、錳、鈦、鈉、鉀、銫、鎂、鈣、釩、鈹、鈰、或其任何混合物之陽離子。例如，陽離子可為或包括、Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Sn2+、Sn4+、Al3+、 Mn2+、Mn4+、Ti3+、Ti4+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、V2+、V4+、V5+、Be2+、Ce4+、或其任何混合物。陰離子可為或包括(但不限於)過氯酸根、氯酸根、亞氯酸根、硫酸氫根、碳酸根、硝酸根、亞硝酸根、磷酸根、氧根、鋁酸根、原矽酸根、矽酸根、矽酸鋁、高錳酸根、氫氧根、乙酸根、甲酸根、或其任何混合物。在一些實例中，石墨可嵌入一或多種金屬鹵化物。金屬鹵化物可為或包括(但不限於)氯化鋅、氯化銅、氯化鎳、氯化錳、氯化鋁、氯化鐵、氯化鎵、氯化鋯、或其任何混合物。
在其他實施態樣中，相對電極130、230、330、及/或430中所含之離子導電物質可為或包括一或多種鹽。鹽可包括一或多種陽離子、一或多個陰離子、一或多種水合物(水分子)、或其任何混合物。陽離子可為或包括(但不限於)鋁、銨、鈣、銫、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、錫、鋅、或其任何混合物之陽離子。陰離子可為或包括(但不限於)氯根、過氯酸根、亞氯酸根、次氯酸根、硫酸根、亞硫酸根、硫酸氫根、碳酸根、碳酸氫根、氰根、乙酸根、甲酸根、丙烯酸根、或其任何混合物。
在一些實例中，離子導電物質可為或包括(但不限於)一或多種金屬氧化物和一或多種鹽。金屬氧化物可為或包括(但不限於)氧化鎂、氧化錫、氧化鋁、氧化鐵、氧化銅、氧化鋅、氧化釩、氧化鈰、或其任何混合物。在其它實例中，離子導電物質可為或包括(但不限於)一或多種金屬氫氧化物和一或多種鹽。金屬氫氧化物 可為或包括(但不限於)氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銫、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋁、或其任何混合物。在其它實例中，離子導電物質可為或包括(但不限於)一或多種金屬過氧化物和一或多種鹽。金屬過氧化物可為或包括(但不限於)過氧化鉀、過氧化鈉、過氧化鋰、過氧化銫、過氧化鎂、過氧化鈣、或其任何混合物。在一或多個實例中，離子導電物質可為或包括(但不限於)氧化鎂、過氧化鎂、氫氧化鎂、或其任何混合物。
離子導電物質亦可為或包括(但不限於)水合材料。水合材料可為或包括(但不限於)水合硫酸鹽、水合氯化物、水合氰化物、水合矽酸鹽、水合鋁酸鹽、水合乙酸鹽、水合氧化物、水合氫氧化物、水合石墨、或其任何混合物。離子導電物質可為或包括(但不限於)含有多個配置在彼此上之單層的結晶層狀材料。例如，結晶層狀材料可為或包括氧化釩、石墨烯氧化物、硫化鉬、或其任何混合物。在一些實例中，離子導電物質可為或包括(但不限於)含有二或多種可提供沿著二或多個物質之間的界面的離子導電路徑之物質的混合物。例如，混合物可包括第一物質(例如，氧化鎂)和第二物質(例如，氧化鋁、氧化矽、或矽酸鋁)，及離子導電路徑可沿著第一物質和第二物質之間的界面流動、延伸、或者存在。
在一或多個實施態樣中，相對電極130、230、330、及/或430可包括一或多種複合材料。說明性複合材料可為或包括(但不限於)、一或多種之導電材 料、一或多種離子導電物質，或一或多種導電材料和一或多種離子導電物質之組合或混合物。在一些實例中，複合材料可為或包括(但不限於)導電材料對離子導電材料之不同比率、不同組成、各種水合材料濃度、及/或不同水合的多層。在一些實例中，複合材料可為或包括(但不限於)一或多種與暴露於該相對電極之空氣反應或增強反應的化合物，及該相對電極可為反應介體(mediator)或集電器(例如，金屬-空氣電池單元)。導電材料對離子導電材料之比率可為約1%、約5%、或約10%至約50%、約80%、或約99%。該相對電極之水合或水濃度可為約1ppb、約1ppm、或約10ppm的水至約1wt%、約10wt%、或約75wt%的水。
在其他實施態樣中，固態離子導體120、220、320、及/或420之一或多個表面和相對電極130、230、330、及/或430之一或多個表面可彼此接觸而在產生一或多個配置在其間的界面。相對電極130於界面之表面可具有約0.005μm至約1,000μm或約0.005μm至約500μm之粗糙度，如根據ASTM D7127-2013測量。固態離子導體120、220、320、及/或420於界面之表面界面可具有約0.01μm至約100μm之粗糙度，如根據ASTM D7127-2013測量。
在一或多個實施態樣中，固態離子導體120、220、320、及/或420可具有較高的離子傳導和較低的電子傳導，充當固態電解質。因為固態離子導體120、 220、320、及/或420之離子傳導性質，產生關於電極110、210、310、及/或410和相對電極130、230、330、及/或430之間的標準電極電位差的電極之間的電位和對應氧化還原反應。在固態電池單元100、200、300、及/或400中，電極110、210、310、及/或410及/或陽極104、204、304、及/或404可為負電池端子和相對電極130、230、330、及/或430及/或陰極102、202、302、及/或402可為正電池端子。一旦一或多個外部負載連接至電極110、210、310、及/或410(及/或陽極104、204、304、及/或404)和相對電極130、230、330、及/或430(及/或陰極102、202、302、及/或402)，電流可流過外部負載。
圖13描繪根據一或多個實施態樣的包括三個固態電池單元500之說明性固態電池550的示意圖。雖然固態電池550顯示於圖13中具有三個固態電池單元500，但固態電池550可包括任何數量之固態電池單元500。例如，固態電池550可包括2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、或12至約15個、約18個、約20個、約24個、約30個、約40個、約50個、或多個之固態電池單元500。在一些實例中，固態電池550可包括2至約50個、2至約30個、3至約18個、或3至12個之固態電池單元500。
固態電池單元500各自可包括一或多個電極510、一或多個固態離子導體520、一或多個二次固態導 體(未顯示)，及一或多個相對電極530。固態離子導體520可至少部分配置在電極510和相對電極530之間。若固態電池550包括二次固態導體，則該二次固態導體可至少部分配置在固態離子導體520和相對電極530之間。
在一或多個實施態樣中，如圖1-12中所示及本文所討論和描述之任何固態電池單元100、200、300、及/或400可為固態電池550中所含之固態電池單元500中的任一或多者。固態電池單元100、200、300、及/或400可於任何數量和任何組合或混合物以產生固態電池550。
如圖13中進一步所描繪，固態電池550可包括一或多個陰極552及一或多個陽極554。陰極552可連接至相對電極530之各者的任何部分及/或與相對電極530之各者電連通及陽極554可連接至電極510之各者的任何部分及/或與電極510之各者電連通。當固態電池單元100、200、300、及/或400中之任一或多者包括在固態電池550中時，來自固態電池單元100、200、300、及/或400的一或多個陰極102、202、302、及/或402和一或個陽極104、204、304、及/或404可分別連接至陰極552和陽極554的任何部分及/或與陰極552和陽極554電連通。陰極552和陽極554可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料，如本中所討論及描述，或其任何組合。
圖14描繪根據一或多個實施態樣的說明性固 態線圈電池650之透視圖。固態線圈電池650可包括一或多個部分或完全地包圍或纏繞一或多個核心640之固態電池單元600。固態電池單元600可纏繞核心640以形成或產生一或多個線圈605，如圖14中所描繪。核心640可為導電性且可為或包括一或多種導電材料。說明性導電材料可為或包括(但不限於)金屬(包括銅、鎳、鋁、銀、金、鋼、鐵、其合金、或其任何混合物)；石墨；一或多種導電聚合物材料；或其任何混合物中之一或多者。
固態電池單元600各自可包括一或多個電極610、一或多個固態離子導體620、一或多個二次固態導體(未顯示)，及一或多個相對電極630。固態離子導體620可至少部分配置在電極610和相對電極630之間。若固態電池650包括二次固態導體，則該二次固態導體可至少部分配置在固態離子導體620和相對電極630之間。在一或多個實施態樣中，固態電池單元100、200、300、及/或400中之任一者，如圖1-12中所示和本文所討論和描述，可為任何固態電池單元600中所含之固態線圈電池650。固態線圈電池650可包括一或多個陰極602及一或多個陽極604。陰極602可連接至及/或與核心640的任何部分電連通及/或相對電極630和陽極604可連接至電極610之各者的任何部分及/或與電極610之各者電連通。陰極602和陽極602可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料，如本中所討論及描述，或其任何組合。
在一或多個實施態樣中，固態線圈電池650可包括包圍或者纏繞核心640的固態電池單元600之二或多個線圈605，諸如多個線圈605。固態線圈電池650可包括2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、或12至約15個、約18個、約20個、約24個、約30個、約40個、約50個、約75個、約90個、約100個、或更多個之纏繞核心640的固態電池單元600之線圈605。例如，固態線圈電池650可包括3個線圈至約100個線圈。
圖15描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態圓盤電池單元700之俯視圖。圖16描繪沿圖15中線16-16的固態圓盤電池單元700之剖視圖。固態圓盤電池單元700可包括一或多個電極710、一或多個固態離子導體720、一或多個二次固態導體(未顯示)、及一或多個相對電極730。固態離子導體720可至少部分配置在電極710和相對電極730之間。固態離子導體720可連續或間斷地配置在電極710之一或多個部分上。若固態電池750包括二次固態導體，則該二次固態導體可至少部分配置在固態離子導體720和相對電極730之間。一或多個陰極702可連接至該相對電極730的任何部分及/或與該相對電極730電連通及一或多個陽極704可電極710的任何部分連接及/或與電極710電連通。陰極702和陽極704可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料，如本中所討論及描述，或其任何組合。
在一些實施態樣中，固態離子導體720可配置在或者形成於電極710之一或多個第一部分上，而電極710之一或多個第二部分可無固態離子導體720。例如，固態離子導體720可配置在下表面、側或末表面上，及電極710之一部分的上表面和電極710之剩下部分的上表面可無固態離子導體720，如圖15和16中所描繪。且，相對電極730可配置在或者形成於固態離子導體720之一或多個第一部分上，而固態離子導體720之一或多個第二部分可無相對電極730。例如，相對電極730可配置在下表面、側或末表面上，及固態離子導體720之一部分的上表面和固態離子導體720之剩下部分的上表面可無相對電極730。
電極710可為或包括一或多種含鎂材料，固態離子導體720可為或包括一或多種離子導電材料，及相對電極730可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種離子導電物質。在一或多個實施態樣中，電極710可包括與就上述電極110、210、310、及/或410所討論或描述相同之含鎂材料；固態離子導體720可為或包括一或多種如上述就固態離子導體120、220、320、及/或420所討論或描述之離子導電材料；及相對電極730可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種如上述就相對電極130、230、330、及/或430所討論或描述之離子導電物質。在一些實例中，電極710中所含之含鎂材料可為或包括至少90at%的鎂，固態離子導體720中所含之 離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物，及相對電極730中所含之導電材料可為或包括石墨和相對電極730中所含之離子導電物質可為或包括一或多種水合物。在一或多個實例中，用以產生電極710和固態離子導體720之含鎂基質可為一或多個含鎂圓盤或一或多個含鎂薄膜。
固態圓盤電池單元700之直徑(D3)可為約2mm、約5mm、或約10mm至約5cm、約50cm、或約100cm。例如，固態圓盤電池單元700之直徑(D3)可為約2mm至約100cm、約2mm至約40cm、或約5mm至約10cm。固態圓盤電池單元700之寬度(W3)可為約0.1mm、約1mm、或約5mm至約1cm、約5cm、約10cm、或約50cm。例如，固態圓盤電池單元700之寬度(W3)可為約0.1mm至約50cm、約0.1mm至約5cm、或約0.5mm至約1cm。
圖17描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態容器電池單元800之剖視圖。圖18描繪沿圖17中線18-18的固態容器電池單元800之剖視圖和圖19描繪沿圖17中線19-19的固態容器電池單元800之剖視圖。固態容器電池單元800可包括一或多個電極810、一或多個固態離子導體820、一或多個二次固態導體(未顯示)，及一或多個相對電極830。固態離子導體820可至少部分配置在電極810和相對電極830之間。固態離子導體820可連續或間斷地配置在電極810之一或多個部分上。若固態電池850包括二次固態導體，則該二次固態導體可至少部分 配置在固態離子導體820和相對電極830之間。
容器電池800可包括一或多個至少部分地由電極810界定、至少部分地包含在電極810內、或者至少部分地由電極810界定之空腔840。在一實例中，電極810可具有圓柱幾何形狀及空腔840可具有在電極810內形成之較小的圓柱幾何形狀。容器電池800也可包括一或多個陰極802及一或多個陽極804。陰極802可連接至相對電極830的任何部分及/或與相對電極830電連通及陽極804可連接至電極810的任何部分及/或與電極810電連通。陰極802和陽極804可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料，如本中所討論及描述，或其任何組合。
在一些實施態樣中，固態離子導體820可配置在或者形成於電極810之一或多個第一部分上，而電極810之一或多個第二部分可無固態離子導體820。例如，固態離子導體820可配置在電極810之一部分的外表面上及電極810之剩下部分的外表面和內表面可無固態離子導體820，如圖17-19中所描繪。且，相對電極830可配置在或者形成於固態離子導體820之一或多個第一部分上，而固態離子導體820之一或多個第二部分可無相對電極830。例如，相對電極830可配置在固態離子導體820之一部分的外表面上和固態離子導體820之剩下部分的外表面可無相對電極830。
容器電池800之長度(L5)可為約3mm、約 10mm、或約20mm至約3cm、約10cm、或約200cm。例如，容器電池800之長度(L5)可為約3mm至約200cm、約3mm至約10cm、或約3mm至約3cm。空腔840之長度(L6)可為約3mm、約8mm、或約18mm至約3cm、約10cm、或約200cm。例如，空腔840之長度(L6)可為約3mm至約200cm、約3mm至約10cm、或約3mm至約3cm。
容器電池800之直徑(D4)可為約1mm、約2mm、約4mm、或約8mm至約2cm、約4cm、或約100cm。例如，容器電池800之直徑(D4)可為約1mm至約100cm、約1mm至約10cm、或約1mm至約2cm。空腔840之直徑(D5)可為約1mm、約4mm、或約8mm至約2cm、約4cm、或約100cm。例如，空腔840之直徑(D5)可為約1mm至約100cm、約1mm至約10cm、或約1mm至約2cm。
圖20描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態容器電池單元900之剖視圖。圖21描繪沿圖20中線21-21的固態容器電池單元900之剖視圖和圖22描繪沿圖20中線22-22的固態容器電池單元900之剖視圖。固態容器電池單元900可包括一或多個電極910、一或多個固態離子導體920、一或多個二次固態導體(未顯示)，及一或多個相對電極930。固態離子導體920可至少部分配置在電極910和相對電極930之間。固態離子導體920可連續或間斷地配置在電極910之一或多個部分上。若固態電 池950包括二次固態導體，則該二次固態導體可至少部分配置在固態離子導體920和相對電極930之間。
容器電池900可包括一或多個至少部分地由電極930界定、至少部分地包含在相對電極930內、或者至少部分地由相對電極930界定之空腔940。在一實例中，相對電極930可具有圓柱幾何形狀及空腔940可具有在相對電極930形成之較小的圓柱幾何形狀。容器電池900也可包括一或多個陰極902及一或多個陽極904。陰極902可連接至該對電極930的任何部分及/或與相對電極930電連通及陽極904可連接至電極910的任何部分及/或與電極910電連通。陰極902和陽極904可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料，如本中所討論及描述，或其任何組合。
在一些實施態樣中，固態離子導體920可配置在或者形成於電極910之一或多個第一部分上，而電極910之一或多個第二部分可無固態離子導體920。例如，固態離子導體920可配置在電極910之第一部分的內表面上及電極910之剩下部分或第二部分的內表面和外表面可無固態離子導體920，如圖20-22中所描繪。且，相對電極930可配置在或者形成於固態離子導體920之一或多個第一部分上，而固態離子導體920之一或多個第二部分可無相對電極930。例如，相對電極930可配置在固態離子導體920之一部分的內表面上及固態離子導體920之剩下部分的內表面可無相對電極930。
容器電池900之長度(L7)可為約3mm、約10mm、或約20mm至約3cm、約10cm、或約200cm。例如，容器電池900之長度(L7)可為約3mm至約200cm、約3mm至約10cm、或約3mm至約3cm。空腔940之長度(L8)可為約3mm、約8mm、或約18mm至約3cm、約10cm、或約200cm。例如，空腔940之長度(L8)可為約3mm至約200cm、約3mm至約10cm、或約3mm至約3cm。
容器電池900之直徑(D6)可為約1mm、約2mm、約4mm、或約8mm至約2cm、約4cm、或約100cm。例如，容器電池900之直徑(D6)可為約1mm至約100cm、約1mm至約10cm、或約1mm至約2cm。空腔940之直徑(D7)可為約1mm、約4mm、或約8mm至約2cm、約4cm、或約100cm。例如，空腔940之直徑(D7)可為約1mm至約100cm、約1mm至約10cm、或約1mm至約2cm。
電極810及/或910可為或包括一或多種含鎂材料，固態離子導體820及/或920可為或包括一或多種離子導電材料，及相對電極830及/或930可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種離子導電物質。在一或多個實施態樣中，電極810及/或910可包括與上述就電極110、210、310、及/或410所討論或描述相同之含鎂材料；固態離子導體820及/或920可為或包括一或多種上述就固態離子導體120、220、320、及/或420所討 論或描述之離子導電材料；及相對電極830及/或930可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種上述就相對電極130，230，330、及/或430所討論或描述之離子導電物質。在一些實例中，電極810及/或910中所含之含鎂材料可為或包括至少90at%的鎂，固態離子導體820及/或920中所含之離子導電材料可為或包括一或多種鎂化合物，及相對電極830及/或930中所含之導電材料可為或包括石墨和相對電極830及/或930中所含之離子導電物質可為或包括一或多種水合物。
用以產生電極810及/或910和固態離子導體820及/或920之含鎂基質可為一或多個含鎂容器或器皿。在其它實例中，用以產生電極810及/或910和固態離子導體820及/或920之含鎂基質可為可以一或多個端帽或一或多個塞子加蓋或者封閉一端的一或多個管或一或多個導管。
在一些實施態樣中，容器電池800可包括一或多個至少部分地由電極810界定之空腔840和容器電池900可包括一或多個至少部分地由相對電極930界定之空腔940。容器電池800及/或900可在空腔840及/或940中存儲或含有一或多種物質且在預定的時間，可從空腔840及/或940釋放或排放物質。可含在空腔840及/或940中之說明性物質可為或包括(但不限於)下列中之一或多者：醫藥活性物質、醫藥組成物、營養組成物、食品、染料、香料、化妝品組成物、清潔劑、除草劑、殺蟲劑、推 進劑、炸藥、或其任何混合物。
在其他實施態樣中，容器電池800及/或900可在空腔840及/或940中存儲或含有一或多個檢測器、一或多個感測器、一或多個電路板、一或多個處理器、一或多個信號或通信接收器及/或發射器、或其任何組合。在預定的時間，容器電池800及/或900可設置成打開和暴露空腔840及/或940及設置成將一或多種物質接收於空腔840及/或940中。其中所含之檢測器或感測器可暴露於一或多種物質且可從容器電池800及/或900發射信號。
圖23描繪根據一或多個實施態樣的說明性固態電池1000之透視圖。圖24描繪沿圖23中線24-24的固態電池1000之剖視圖及圖25描繪沿圖23中線25-25的固態電池1000之剖視圖。固態電池1000可包括一或多個電極1010、一或多個固態離子導體1020、一或多個相對電極1030、一或多個集電器1040、一或多個保留液體之襯墊1050、及一或多個外殼1060。固態離子導體1020可至少部分配置在電極1010和相對電極1030之間。例如，固態離子導體1020可配置在電極1010上且至少部分地在電極1010之上及相對電極1030可配置在固態離子導體1020上。集電器1040可配置在相對電極1030上且至少部分地在相對電極1030之上在和與在相對電極1030電連通。保留液體之襯墊1050可配置在集電器1040上且至少部分地在集電器1040之上和外殼1060可配置在保持液 體之襯墊1050上且至少部分地在保持液體之襯墊1050之上。
固態電池1000也可包括一或多個陰極1002及一或多個陽極1004，如圖24中所描繪。陰極1002可連接至集電器1040及/或相對電極1030的任何部分及/或與集電器1040及/或相對電極1030電連通及陽極1004可連接至電極1010的任何部分及/或與電極1010電連通。陰極1002和陽極1004可各自獨立地包括一或多個線、一或多個匯流排、一或多個導電材料，如本中所討論及描述，或其任何組合。
固態電池1000也可包括一或多個電絕緣體1055。電絕緣體1055可至少部分配置在電極1010及/或固態離子導體1020之間並與集電器1040電絕緣。電絕緣體1055可包括一或多個電絕緣材料，諸如(但不限於)下列中之一或多者：熱收縮材料、含有防漏(liquid-proofing)材料之包裝織物、含有防漏材料之包裝紙、或其任何組合。
電極1010可為或包括一或多種含鎂材料，固態離子導體1020可為或包括一或多種離子導電材料，及相對電極1030可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種離子導電物質。在一或多個實施態樣中，電極1010可包括與上述就電極110、210、310、及/或410所討論或描述相同之含鎂材料；固態離子導體1020可為或包括一或多種上述就固態離子導體120、220、320、及/ 或420所討論或描述之離子導電材料；及相對電極1030可為或包括一或多種導電材料且亦可為或包括一或多種上述就相對電極130，230，330、及/或430所討論或描述之離子導電物質。在一些實例中，該電極1010中所含之含鎂材料可為或包括至少90at%的鎂，離子導電材料1020中所含之固態離子導體可為或包括一或多種鎂化合物，及相對電極1030中所含之導電材料可為或包括石墨及相對電極1030中所含之離子導電物質可為或包括一或多種水合物。
集電器1040可偶合至相對電極130和與相對電極130電連通。集電器1040可包括一或多種金屬。集電器1040中所含之說明性金屬可為或包括(但不限於)銅、銀、金、鎳、鋁、鐵、鉻、鋼、不銹鋼、黃銅、青銅、其合金、或其任何組合。集電器1040可包括(但不限於)下列中之一或多者：導電網狀物、導電帶、導電織物、導電紙、或其任何組合。例如，集電器1040可包括含銅網狀物、含黃銅網狀物、含鋼網狀物、含鋁網狀物，含其他金屬網狀物、或其任何組合。在其它實例中，集電器1040可包括含銅帶、含鋁帶、包含銅或鎳的金屬塗佈之聚酯導電織物、導電碳紙、或其任何組合。在一些實施態樣中，集電器1040可藉由至少部分配置在集電器1040和相對電極1030之間的一或多種導電黏合劑黏著至相對電極1030。在其他實施態樣中，集電器1040可藉由將集電器1040和相對電極1030壓縮或壓製在一起所衍生的黏 著力而黏著至相對電極1030。
外殼1060可至少部分地圍繞、覆蓋或者包圍電極1010、固態離子導體1020、相對電極1030、集電器1040及保持液體之襯墊1050，如圖24和25中所描繪。外殼1060可包括一或多種電絕緣材料。外殼1060中所含之說明性電絕緣材料可為或包括(但不限於)下列中之一或多者：熱收縮管、熱收縮包裝、熱層壓箔、壓力層壓箔、含有防漏材料之包裝織物、含有防漏材料之包裝紙、或其任何組合。
在一些實例中，固態電池單元100、200、300、400、及/或700和固態電池1000可具有約0.01mm至小於1mm之厚度及可具有約0.1cm2至小於5cm2之長度乘寬度表面積。在一些實例中，固態電池單元100、200、300、400、及/或700和固態電池1000可具有約0.01mm至小於0.5mm之厚度及可具有約0.1cm2至小於1cm2之長度乘寬度表面積。
固態電池單元100、200、300、400、及/或700和固態電池550、650、800、900、及/或1000可生產或者產生約0.5V、約0.8V、約1V、約1.2V、或約1.4V至約1.5V、約1.8V、約2V、約2.2V、約2.5V、約2.8V、約3V、約3.2V、或更高的電壓。例如，固態電池單元100、200、300、400、及/或700和固態電池550、650、800、900、及/或1000可生產或者產生約0.5V至約3.2V、約0.8V至約2.7V、約1V至約2.2V、 大於1V至小於2.2V、約1.2V至約2.2V、或約1.4V至約1.9V的電壓。在一或多個實施態樣中，印刷電路板(PCB)可包括固態電池單元100、200、300、400、及/或700和固態電池550、650、800、900、及/或1000中一或多之者，如本中所討論及描述。
在一或多個實施態樣中，一種製造固態電池單元之方法可包括組合含鎂基質、試劑溶液，及石墨以產生混合物，其中該含鎂基質可為或包括至少90at%的鎂。方法可包括使混合物中之一部分的含鎂基質和試劑溶液反應以產生配置在該電極上之固態離子導體及產生配置在該固態離子導體上之相對電極。固態離子導體可為或包括一或多種衍生自含鎂基質之反應部分的離子導電材料。電極可包括含鎂基質之未反應部分和相對電極可包括至少一部分的衍生該混合物之石墨。固態離子導體可至少部分配置在電極和相對電極之間。相對電極和固態離子導體可具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
在其他實施態樣中，一種製造固態電池單元之方法可包括組合含鎂基質和試劑溶液以產生混合物，其中該含鎂基質可為或包括至少90at%的鎂。方法可包括使混合物中之一部分的含鎂基質和試劑溶液反應以產生配置在電極上之固態離子導體，其中該固態離子導體包含衍生自含鎂基質之反應部分的離子導電材料和該電極包含含鎂基質之未反應部分。方法可包括形成可包括導電材料之相對電極，其中該固態離子導體可至少部分配置在該電極和 該相對電極之間，及該相對電極和該固態離子導體可具有約1μm至小於1mm之組合厚度。電極可包括至少90at%的鎂及離子導電材料可為或包括鎂化合物。含鎂基質可為或包括線、桿、箔、片、板、薄膜、圓盤、條、容器、導管、管、端帽、塞子、或其任何組合。
當使部分之含鎂基質和試劑溶液反應以產生該離子導電材料時，方法也可包括使電流流過試劑溶液和流進含鎂基質。試劑溶液可包括一或多種電解質。含鎂基質可以直流電(DC)或交流電(AC)之負或正電流連接至電源之電端子，參照接觸試劑溶液之電源的另一端子。電流可通過或流過端子之間和通過試劑溶液和含鎂基質。例如，電流可為DC且可在所要的電壓下流過或者通過試劑溶液和含鎂基質並經所要的時間。例如，電流可具有約1V、約1.5V、約2V、約3V、約4V、或約5V至約6V、約7V、約8V、約9V、約10V、約12V、或約15V的電壓且為期約5秒、約10秒、或約15秒至約1分鐘、約2分鐘、或約5分鐘。
方法也可包括組合石墨和一或多種物質以產生含有石墨和物質之混合物。在一些實例中，混合物可包括石墨和一或多種黏合劑。在其它實例中，混合物可包括石墨和一或多種離子化合物及/或一或多種鹽。離子化合物或鹽可包括一或多種陽離子、一或多個陰離子、一或多種水合物、或其任何混合物。陽離子可為或包括(但不限於)銅、鐵、鋅、錫、鋁、錳、鈦、鈉、鉀、銫、鎂、 鈣、釩、鈹、鈰、或其任何混合物之陽離子。例如，陽離子可為或包括、Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Sn2+、Sn4+、Al3+、Mn2+、Mn4+、Ti3+、Ti4+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、V2+、V4+、V5+、Be2+、Ce4+、或其任何混合物。陰離子可為或包括(但不限於)過氯酸根、氯酸根、亞氯酸根、硫酸氫根、碳酸根、硝酸根、亞硝酸根、磷酸根、氧根、鋁酸根、原矽酸根、矽酸根、矽酸鋁、高錳酸根、氫氧根、乙酸根、甲酸根、或其任何混合物。
方法可包括將含有石墨和物質之混合物施加在該固態離子導體的至少一部分上以形成相對電極。方法也可包括將含有石墨和物質之混合物加熱至大於60℃、約100℃、約150℃、或約200℃至約250℃、約300℃、約350℃、約375℃、或小於400℃之溫度以形成相對電極。物質可為或包括(但不限於)一或多種黏合劑。說明性黏合劑可為或包括(但不限於)下列中之一或多者：聚合物材料，及其中該聚合物材料可為或包括(但不限於)聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、其烷基衍生物、其共聚物、其鹽、或其任何混合物。黏合劑可包括多個粒子和一或多種溶劑。在一些實例中，多個粒子可為或包括聚合物材料及多個粒子可具有小於1μm之平均粒徑。
方法也可包括在組合含鎂基質和試劑溶液之前，在含鎂基質之未反應部分的至少一部分上形成遮罩。試劑溶液可包括(但不限於)氧化銅、氧化鐵、氧化錳、 氧化錫、氧化釩、氧化鈰、過氯酸銨、過氯酸鉀、過氯酸鈉、氯化銨、氯化鋁、氯化鈣、氯化銫、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉、硫酸鎂、硫酸銅、矽酸鋁、矽酸鋁鉀、氯化鈷、乙酸鎂、氰化鐵、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銫、氫氧化鋁、氫氧化銨、矽酸鎂鋁鈣鈉氫氧化物、氯化氫、硫酸氫、磷酸氫、其水合物、其異構物、或其任意組合或混合物。
方法也可包括在形成相對電極之前，在固態離子導體上形成含有一或多種水合材料之一或多層。含有水合材料之層可至少部分配置在固態離子導體和相對電極之間。
在一或多種容器中將含鎂基質浸入、暴露於或者合併試劑溶液。含鎂基質可為或包括(但不限於)線、桿、片、條、薄膜、圓盤、容器、導管、管、端帽、或塞子且可包括一或多種遮罩或可無遮罩。溶液可包括水且可包括一或多種其它溶劑。說明性溶劑可為或包括(但不限於)水、一或多種醇、一或多種醚、一或多種其他類型的有機溶劑、或其任何混合物。試劑溶液可包括一或多種與鎂反應之前驅物。例如，試劑溶液可包含化合物與不同金屬陽離子之混合物以便產生具有多種金屬陽離子的固態離子導體之一或多層。
試劑溶液可包括一或多種酸、一或多種過氧化物、或其混合物。說明性酸和過氧化物可為或包括(但不限於)乙酸、丙烯酸、鹽酸、過氧化氫、磷酸、硫酸、 其鹽、或其任何混合物。試劑溶液可包括每100g的水於約0.01g、約0.1g、或約1g至約10g、約100g、或約1,000g之量的酸且可包括每100g的水於約0.1g、約1g、或約5g至約10g、約20g、或約50g之量的過氧化物。
試劑溶液可包括(但不限於)一或多種鹼。說明性鹼可為或包括(但不限於)氫氧化銨、氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁、或其任何混合物。試劑溶液可包括每100g的水於約0.01g、約0.1g、或約1g至約10g、約50g、或約100g之量的鹼。
試劑溶液可包括(但不限於)一或多種離子化合物及/或一或多種鹽。說明性離子化合物和鹽可包括(但不限於)下列中之一或多者：過氯酸鹽、一或多種硫酸鹽、一或多種氯根、高錳酸鉀(KMnO4)、檸檬酸鎂(C6H6MgO7)、硬脂酸鎂(Mg(C18H35O2)2)、或其任何混合物。說明性過氯酸鹽可為或包括(但不限於)過氯酸銨、過氯酸鋰、過氯酸鈉、過氯酸鉀、或其任何混合物。說明性硫酸鹽可為或包括(但不限於)、硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸銅、硫酸鋁鉀(KAl(SO4)2)、或其任何混合物。說明性氯化物可為或包括(但不限於)氯化鋁、氯化銫、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、或其任何混合物。試劑溶液可包括每100g的水於約0.01g、約0.1g、或約1g至約10g、約50g、約100 g、或約500g之量的各離子化合物或鹽。
試劑溶液亦可包括(但不限於)一或多種金屬氧化物、一或多種金屬氰化物、或其混合物。說明性金屬氧化物和金屬氰化物可為或包括(但不限於)矽酸鋁(Al2SiO5)、氧化鈰、氧化銅、氧化鐵、氧化錳、氧化錫、氰化鐵(例如，Fe7(CN)18)、或其任何混合物。試劑溶液可包括每100g的水於約0.01g、約0.1g、或約1g至約10g、約50g、約100g、或約500g之量的金屬氧化物且可包括每100g的水於約0.01g、約0.1g、或約1g至約10g、約50g、約100g、或約500g之量的金屬氰化物。
一或多種試劑和含鎂基質可一起反應以產生固態離子導體和電極。固態離子導體可藉由轉化至少一部分的含鎂基質而產生含有一或多種配置在剩下之含鎂基質上的鎂化合物之離子導電材料而直接在該電極上形成。該形成為固態離子導體的至少一部分之離子導電材料的顏色可至少部分與薄膜之化學組成、厚度、及/或品質相關，及可作為反應的終點。
在將含鎂基質中之一部分的鎂轉化成離子導電材料之後，可從容器移除具有離子導電材料配置在其上之剩下的含鎂基質。清除和徐冷方法可用以移除至少一部分的任何不要的殘留物和用以製造具有所要穩定性和所要化合物或結晶結構並可為一或多種固態離子導體之薄膜。徐冷可在比較惰性的氣體(例如，氬氣或氮氣)中、在空 氣中、在真空中、或在大於大氣壓之壓力下、有或沒有其他添加劑氣體諸如水蒸氣下進行。另外的薄膜可以一或多種組成物於相同或不同電功率設定下以及清除和徐冷方法塗佈。形成該固態離子導體之後，可將具有導電材料之薄膜塗佈在固態離子導體的頂部上作為相對電極。塗佈方法可為使用具有或包括石墨作為導電材料的液體或糊劑之方法。液體或糊劑可以水為基礎。液體或糊劑可包括一或多種非揮發性物質或溶解或混合在一或多種液體中之一或多種物質。例如，非揮發性添加劑可為導電聚合物諸如PEDOT：SST。非揮發性添加劑可為或包括一或多種金屬氧化物、一或多種氫氧化物、一或多種鹽、或其任何混合物。因此，所形成之相對電極通常可為包括至少一種導電材料和一種離子導體之複合電極。塗佈方法可重複二或多次，及各塗層中導電材料對非揮發性添加劑之比率相對於彼此可為相同或不同。例如，各塗層中的導電材料對非揮發性添加劑之比率相對於彼此可為約10%至約95%。在一些實例中，頂層之比率可大於底層之比率。各塗層中添加劑之化學組成相對於彼此亦可為相同或不同。為了形成具有層狀結構之相對電極，可使用具有不同比率和不同化學組成之塗料。相對電極可以二或多種不同層重複塗佈數次以形成重複層結構或以不同比率或組成或二者塗佈所有層以形成非重複的層結構諸如分級組成(grading composition)結構。黏合劑物質(諸如粒子形式的丙烯酸酯共聚物或脂肪族橡膠合成聚合物之以水為基礎的黏合 劑)可加進塗料或糊劑以促進塗層的強度和黏著。
形成相對電極之後，電池單元可為在室內空氣中而沒有任何保護層的功能電池單元(functional cell)。例如，為了較佳耐久性、性能穩定性、連接可撓性、或其他目的，可添加一或多個有或沒有集電器之保護層。在一些實例中，保護層可為氣密及/或水密。在其它實例中，保護層可透過空氣及/或水。保護層可部分或完全地纏繞或封閉電池單元或二或多個電池單元。保護層可為或包括(但不限於)一或多種塑膠材料、一或多種織物材料、一或多種紙材料、或其任何組合。集電器可為或包括以黏合劑或來自保護層之壓縮力連接至相對電極的金屬帶、網狀物、線、或其組合。在保護層放在電池單元上之前，可使用一或多個襯墊。襯墊可為或包括一或多種織物材料、一或多種紙材料、一或多種保濕劑物質、或其任何組合。例如，襯墊可包括其中夾帶(諸如藉由浸泡)或其上塗佈一或多種保濕劑物質之織物或紙。襯墊可為水分隔層且消除或大大減少進入或離開電池單元的水量。
在一或多個實施態樣中，固態電池單元，諸如(但不限於)固態電池單元200和400(分別於圖4-6和10-12)可使用一種方法製造，該方法可包括一或多種轉化方法和接著一或多種塗佈方法。在轉化方法中，試劑溶液可具有一或多種可與含鎂基質反應之反應物質。一或多個其他非揮發性材料可混合、懸浮、沉降、或溶解在試劑溶液中。非揮發性材料可為或包括一或多種不導電材 料、一或多種導電材料、或其混合物。試劑溶液可為或包括一或多種液體且也可包括與一或多種液體混合之一或多種固體及/或一或多種氣體。在其他實施態樣中，試劑溶液可為或包括(但不限於)一或多種糊劑、一或多種塗料、一或多種油墨(例如，印刷化合物)、或其任何混合物。例如，試劑溶液可足夠黏以留在含鎂基質上而不使用用於將試劑溶液保持在含鎂基質的一或多個表面上的容器。
固態離子導體和電極可藉由使含鎂基質和試劑溶液在有或沒有電流流過其中下反應而產生。反應可為或包括化學氧化還原反應、電氧化還原反應、及/或電化學氧化還原反應。此外，可重複該方法以製造具有各種組成之層狀結構或相同組成之較厚結構。在一些實例中，含鎂基質可以DC或AC電壓從電源連接至電端子，參照接觸試劑溶液之電源的另一端子。在方法期間，試劑溶液中之反應物質與鎂反應且將來自表面之一部分的鎂轉化成固態離子導體，而保持在含鎂基質表面上之非揮發性材料可形成一或多種另外的層及溶劑可蒸發。在一些實例中，若非揮發性材料為導電性或可用另外的導電材料進一步增強，則一或多種另外的層、薄膜、或材料可配置在或者形成於該固態離子導體上以產生一或多種二次固態導體222和422，分別如圖4-6和圖10-12中所示。在其它實例中，若非揮發性材料為或包括導電材料，則所形成之另外的薄膜可充當分別顯示於圖1-3和圖4-6中之相對電極 130和330。
在一或多個實例中，固態電池單元之電極和固態離子導體可產自含鎂基質。一或多種試劑和含鎂基質可一起反應以產生固態離子導體和電極。固態離子導體可藉由轉化至少一部分的含鎂基質以產生可包括一或多種鎂化合物之離子導電材料而直接在該電極上形成。可使用一或多個遮罩以在轉化方法期間保持作為金屬的含鎂基質之一或多個部分。含鎂基質上之一或多個表面當暴露於試劑時可用遮罩或一或多種遮蔽材料遮蔽、阻擋、或者覆蓋。
在一些實例中，含鎂基質可為含鎂線或桿以產生用於固態電池單元100和200之電極110和210及至少一部分的固態離子導體120、220，如圖1-6中所描繪。在其它實例中，含鎂基質可為含鎂板、條、或薄膜以產生固態電池單元300和400之電極310和410及至少一部分的固態離子導體320和420，如圖7-12中所描繪。在其它實例中，含鎂基質可為含鎂圓盤、圓板、或圓薄膜以產生固態圓盤電池單元700之電極710及至少一部分的固態離子導體720，如圖15和16中所描繪。在其它實例中，含鎂基質可為含鎂器皿、容器、或封端導管或管以產生固態容器電池單元800和900之電極810和910及至少一部分的固態離子導體820和920，如圖17-22中所描繪。
在一些實例中，用於固態電池單元100和200的固態離子導體120和220，如圖1-6中描繪；固態電池單元300和400之固態離子導體320和420，如圖7-12中 所描繪；固態圓盤電池單元700之固態離子導體720，如圖15和16中所描繪；及固態容器電池單元800和900之固態離子導體820和920，如圖17-22中所描繪，中所含之離子導電材料可經由使用一或多種試劑與含鎂基質之曝露表面進行之反應形成。一或多種試劑可包含在一或多種可合併或者暴露於含鎂基質的試劑溶液中。在一或多個實例中，試劑溶液可為或包括一或多種含氯化物之試劑溶液，其可包括約0.01g至約10g的氯化鎂、約0.01g至約10g的氯化鈣、約0.01g至約10g的氯化鉀、約0.01g至約10g的氯化鋁、約0.01g至約10g的氯化鈉、約0.01g至約10g的過氯酸銨、約0.001g至約10g的氯化銫、隨意地約1g至約100g的石墨粉末、隨意地約0.1g至約100g的聚(丙烯酸甲酯)、隨意地約1g至約100g的過氧化氫溶液(約3體積百分比(vol%)的H2O2和約97vol%的水)、及約1g至約100g的水。
在一些實例中，離子導電材料及/或固態離子導體可藉由將含鎂基質浸漬或者暴露於槽或器皿中所含之一或多種試劑溶液而形成。作為一個選項，電源可經由二個端子電連接至含鎂基質和試劑溶液，及在約1V至約5V下之直流電可從電源流過試劑溶液和含鎂基質經約5秒至約5分鐘。含鎂基質可暴露於試劑溶液以形成固態離子導體，亦稱為"浸漬時間"，經約10秒至約10分鐘。在其它實例中，該離子導電材料可藉由以刷塗或噴塗以一或多種試劑溶液塗刷或塗佈含鎂基質而形成。一旦揮發性溶劑 或其他化合物從試劑溶液蒸發，離子導電材料可沉積或者形成。
在一或多個實例中，離子導電材料及/或固態離子導體層可暴露於一或多種徐冷方法。例如，離子導電材料及/或固態離子導體層可在空氣中或在其他氣體環境下(例如，氬氣或氮氣)於約80℃至約400℃之溫度加熱約5分鐘至約4小時。可由一或多種形成方法及/或一或多種徐冷方法形成離子導電材料及/或該固態離子導體層。例如，二或多層之離子導電材料可先後形成或者沉積。在一些實例中，相同試劑溶液可在相同或不同方法條件下重複使用，或在其它實例中，在各方法中使用具有相同試劑但不同之試劑濃度的試劑溶液。
在其它實例中，在各方法中可使用二或多種不同試劑溶液以形成二或多種層的離子導電材料。例如，可用以形成一或多種離子導電材料之第二、第三或另外的塗層或層的試劑溶液可包括合併上述所討論和描述的含氯化物之試劑溶液的一或多種含氧化物之化合物。說明性含氧化物之化合物可為或包括(但不限於)一或多種金屬氧化物、一或多種金屬氫氧化物、一或多種金屬矽酸鹽、或其任何混合物。在一些實例中，試劑溶液可包括含氯化物之試劑溶液且也可包括約0.01g至約10g的氧化鎂、約0.01g至約10g的氧化鋁、約0.01g至約10g的矽酸鋁、約0.01g至約10g的氫氧化鈣、約0.01g至約10g的矽酸鈣、約0.01g至約10g的氧化銅、約0.01g至約 10g的氧化鐵、及約0.01g至約10g的氧化鈰。
在一些實例中，用於一或多種離子導電材料之第二、第三或另外的塗層或層之試劑溶液可為或包括含硫酸鹽之試劑溶液，而不是第一形成方法中所使用的含氯化物之試劑溶液。例如，含硫酸鹽之試劑溶液可包括約0.01g至約10g的硫酸鎂、約0.01g至約10g的硫酸鋁、約0.01g至約10g的硫酸鉀、約0.01g至約1g的硫酸銅、約0.01g至約1g的硫酸鐵、隨意地約1g至約100g的石墨粉末、隨意地約0.1g至約100g的聚(丙烯酸甲酯)、隨意地約1g至約100g的過氧化氫溶液(約3vol%的H2O2和約97vol%的水)、及約1g至約100g的水。
在一些實例中，可使用具有不同試劑溶液之多層形成方法以在用於製造固態電池單元200及/或400固態離子導體220及/或420上或之上形成二次固態導體222及/或422，分別如圖4-6和圖10-12中所描繪。例如，固態離子導體220及/或420可使用含氯化物之試劑溶液形成和二次固態導體222及/或422可使用含硫酸鹽之試劑溶液形成。或者，在其它實例中，固態離子導體220及/或420可使用含硫酸鹽之試劑溶液形成和二次固態導體222及/或422可使用含氯化物之試劑溶液形成。在一或多個實例中，多層形成方法交替地使用二種不同的試劑溶液超過兩次，及使用多層形成方法形成之固態離子導體120、220、320、420、720、820、及/或920具有不同 組成的多層。
一或多個導電材料，及隨意地一或多種離子導電材料或物質，可塗佈或者配置在至少一部分的固態離子導體120、220、320、420、720、820、及/或920及/或二次固態導體232及/或432上以產生相對電極130、230、330、430、730、830、及/或930。
相對電極130、230、330、430、730、830、及/或930，至少部分，可藉由施加、塗佈、或分散可包括一或多種導電材料之一或多種塗料及/或一或多種糊劑形成。塗料或糊劑可藉由刷塗、噴塗、浸漬、印刷、或其任何組合施加或塗佈。在一些實例中，塗料或糊劑可包括約1g至約100g的石墨、約0.01g至約100g的聚(丙烯酸甲酯)，及約1至約100g水。在一些實例中，與離子導電材料或物質混合之導電材料可以塗料或糊劑之形式塗佈。塗料或糊劑可包括約1g至約100g的石墨粉末、約0.01g至約10g的氧化鎂、約0.01g至約10g的氯化鎂、約0.01g至約10g的硫酸鎂、約0.01g至約10g的氯化鋁、約0.01g至約10g的硫酸鋁、約0.01g至約10g的矽酸鋁、約0.01g至約10g的氫氧化鈣、約0.01g至約10g的氯化鈣、約0.01g至約10g的矽酸鈣、約0.01g至約10g的氧化銅、約0.01g至約10g的氧化鐵、約0.01g至約10g的氧化鈰、隨意地約0.1g至約100g的聚(丙烯酸甲酯)、及約1g至約100g的水。各塗層之厚度可為約0.2μm至約100μm。相對電極層可經 由以相同組成或不同組成的塗料或糊劑之多塗佈方法形成。在一或多個實例中，相對電極層可暴露於一或多種徐冷方法。例如，相對電極層可在約80℃至約400℃之溫度下在空氣中或在其他氣體環境(例如，氬氣或氮氣)下加熱約5分鐘至約4小時。
實施例
為了提供上述討論的較佳理解，提供下列非限制性實施例。雖然實施例可針對具體實施態樣，但在任何特定方面彼等不應被視為限制本發明。
使用含鎂片、含鎂條、及含鎂線作為用於含鎂電極之來源製造多固態電池單元。由具有約20mm x約4mm x約0.3mm尺寸之含鎂條製造固態電池單元。含鎂條含有99.98at%的鎂。測定以證明其功能的固態電池單元具有類似於圖4-6中所描繪之固體電池單元200的結構之結構。圖26-29顯示在測試循環中固態電池之電壓回應通過電池的不同電流之曲線圖。電池的開路電壓可為約1.5V。
圖26描繪以充電模式測得之說明性固態電池的電壓隨時間之曲線圖。作為循環的第一步驟，迫使恆定充電電流(正電流)通過電池以顯示電池之隨時間的電壓變化。在此步驟中電池係於充電模式。開始該步驟之前，將電池幾乎耗盡至電壓接近零，諸如約0.1V。在該步驟中充電期間，電壓迅速升高，並達約2.5V。
圖27描繪以放電模式測得之說明性固態電池的電壓隨時間之曲線圖。作為循環的第二步驟，迫使恆定放電電流(負電流)通過電池以顯示電池隨時間的電壓變化。在此步驟中電池係於弱放電模式。放電電流為低於第一步驟中之數量的約二級。在此步驟中，電流下降且接近於約1.8V的電壓，此高於其在測試循環開始時的約1.5伏的開路電壓。
圖28描繪以另一放電模式測得之說明性固態電池的電壓隨時間之曲線圖。作為循環的第三步驟，迫使較高的放電電流(負電流)通過電池以顯示隨時間的電壓變化。電池在此步驟中係於強迫放電模式。步驟中之放電電流高如第一步驟中的電流，但在相反方向。在此步驟中，該電池的電壓從來自前步驟的約1.8V進一步下降至約0.8V。
圖29描繪以自恢復模式測得之說明性固態電池的電壓隨時間之曲線圖。作為循環的最後步驟，迫使低恆定放電電流(負電流)通過電池以顯示隨時間的電壓變化。電池在此步驟中係於自恢復模式。電流係與第二個步驟中相同。在此步驟中，電池的電壓以放電電流(負電流)恢復，並接近於約1.4V，此稍為小於其在測試循環開始時的約1.5V的開路電壓。
總之，試驗指示：相較於當薄膜為導體或電阻器時的零電位，電池中所使用的固態離子導體可產生或保持電極和相對電極之間的電位。以固態離子導體形成的 電池也具有充電和自恢復功能。在一些實驗中，幾個電池單元顯示當限制暴露於電池單元的空氣，電流減少。這些結果指示：該電池單元運作類似於金屬-空氣電池。
本揭示之實施態樣另外關於下列各段中任一或或多者：
1.一種固態電池單元，其包含配置在電極和相對電極之間的固態離子導體，其中：該電極包含至少90at%的鎂，該相對電極包含導電材料，該固態離子導體包含離子導電材料，該離子導電材料包含鎂化合物，及該相對電極和該固態離子導體具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
2.一種固態電池單元，其包含配置在電極和相對電極之間的固態離子導體，其中：該電極包含至少90at%的鎂，該相對電極包含導電材料和離子導電物質，該固態離子導體包含離子導電材料，該離子導電材料包含水合材料，及該相對電極和該固態離子導體具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
3.第2段之固態電池單元，其中該離子導電物質和該離子導電材料各自獨立地包含水合材料，及其中該水合材料包含水合硫酸鹽、水合氯化物、水合氰化物、水合矽酸鹽、水合鋁酸鹽、水合乙酸鹽、水合氧化物、水合氫氧化物、水合石墨、或其任何混合物。
4.一種製造固態電池單元之方法，其包含：組合含鎂基質、試劑溶液、和石墨以產生混合物，其中該 含鎂基質包含至少90at%的鎂；及使混合物中之一部分的該含鎂基質和該試劑溶液反應以產生配置在電極上之固態離子導體，及以產生配置在該固態離子導體上之相對電極，其中該固態離子導體包含衍生自含鎂基質、試劑溶液之反應部分的離子導電材料及該電極包含含鎂基質之未反應部分，及該相對電極包含至少一部分的衍生自該混合物之石墨，其中該固態離子導體至少部分配置在該電極和該相對電極之間，及該相對電極和該固態離子導體具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
5.一種製造固態電池單元之方法，其包含：組合包含至少90at%的鎂之含鎂基質及試劑溶液以產生混合物；使混合物中之一部分的該含鎂基質和該試劑溶液反應以產生配置在電極上之固態離子導體，其中該固態離子導體包含衍生自該含鎂基質和該試劑溶液之反應部分的離子導電材料，及該電極包括該含鎂基質之未反應部分；及形成相對電極，其包含在該固態離子導體之上的導電材料，其中該固態離子導體至少部分配置在該電極和該相對電極之間，及其中該相對電極和該固態離子導體具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
6.根據第1-5段中任一段之固態電池單元或方法，其中該電極及至少一部分的該固態離子導體係衍生自相同含鎂基質。
7.根據第6段之固態電池單元或方法，其中在該固態離子導體中之鎂化合物係產自第一部分之含鎂基 質及該電極中之鎂係來自第二部分之含鎂基質。
8.根據第6段之固態電池單元或方法，其中該含鎂基質包含至少90at%的鎂，及其中該含鎂基質包含線、桿、箔、片、板、薄膜、圓盤、條、容器、導管、管、端帽、塞子、或其任何組合。
9.根據第1-8段中任一段之固態電池單元或方法，其中該鎂化合物包含氧化鎂、氫氧化鎂、氯化鎂、過氯酸鎂、亞氯酸鎂、次氯酸鎂、硫酸鎂、亞硫酸鎂、碳酸鎂、氰化鎂、乙酸鎂、甲酸鎂、碳酸氫鎂、氮化鎂、硝酸鎂、硼酸鎂、硫酸鋁鎂、矽酸鋁鎂、氧化鋁鎂、或其任何組合。
10.根據第1-9段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極中之該導電材料包含石墨、石墨化合物、石墨材料、或其任何混合物；或其中該相對電極之導電材料包含嵌入氯化鋅、氯化銅、氯化鎳、氯化錳、氯化鋁、氯化鐵、氯化鎵、氯化鋯、或其任何混合物之石墨；或其中該相對電極包含石墨、石墨化合物、石墨材料、或其任何混合物；或其中該相對電極包含嵌入鈉、鉀、鋰、銣、鎂、鈣、鈹、鉺、鐿、其離子、其合金、或其任何混合物之石墨；或其中該相對電極包含嵌入離子化合物之石墨，其中該離子化合物包含陽離子或陰離子，其中該陽離子包含Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Sn2+、Sn4+、Al3+、Mn2+、Mn4+、Ti3+、Ti4+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、V2+、V4+、V5+、Be2+、Ce4+、或其任何混合 物，及其中該陰離子包含過氯酸根、氯酸根、亞氯酸根、硫酸氫根、碳酸根、硝酸根、亞硝酸根、磷酸根、氧根、鋁酸根、原矽酸根、矽酸根、矽酸鋁、高錳酸根、氫氧根、乙酸根、甲酸根、或其任何混合物。
11.根據第1-10段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極包含複合材料，其中該複合材料包含導電材料和離子導電物質。
12.根據第11段之固態電池單元或方法，其中該離子導電物質包含水合材料。
13.根據第12段之固態電池單元或方法，其中該水合材料包含水合硫酸鹽、水合氯化物、水合氰化物、水合矽酸鹽、水合鋁酸鹽、水合乙酸鹽、水合氧化物、水合氫氧化物、水合石墨、或其任何混合物。
14.根據第11段之固態電池單元或方法，其中該導電材料包含石墨及該離子導電物質包含氧化鎂、過氧化鎂、氫氧化鎂、或其任何混合物。
15.根據第14段之固態電池單元或方法，其中該石墨係於薄片、粉末、纖維、發泡體、或層狀薄膜的形式。
16.根據第14段之固態電池單元或方法，其中該石墨包含石墨烯化合物、元素併入石墨烯層之間、化合物併入石墨烯層之間、或其任何混合物；或其中該石墨包含石墨烯氧化物、摻銅之石墨、摻銀之石墨、摻鹽之石墨、或其任何混合物。
17.根據第14段之固態電池單元或方法，其中該複合材料包含不同比率之導電材料對離子導電材料的多層。
18.根據第11段之固態電池單元或方法，其中該離子導電物質包含鹽，其中該鹽包含陽離子或陰離子，其中該陽離子包含鋁、銨、鈣、銫、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、錫、鋅、或其任何混合物，及其中該陰離子包含氯根、過氯酸根、亞氯酸根、次氯酸根、硫酸根、亞硫酸根、硫酸氫根、碳酸根、碳酸氫根、氰根、乙酸根、甲酸根、丙烯酸根、或其任何混合物。
19.根據第11段之固態電池單元或方法，其中該離子導電物質包含金屬氧化物及鹽，其中該金屬氧化物包含氧化鎂、氧化錫、氧化鋁、氧化鐵、氧化銅、氧化鋅、氧化釩、氧化鈰、或其任何混合物，其中該鹽包含陽離子或陰離子、其中該陽離子包含鋁、銨、鈣、銫、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、錫、鋅、或其任何混合物，及其中該陰離子包含氯根、過氯酸根、亞氯酸根、次氯酸根、硫酸根、亞硫酸根、硫酸氫根、碳酸根、碳酸氫根、氰根、乙酸根、甲酸根、丙烯酸根、或其任何混合物。
20.根據第11段之固態電池單元或方法，其中該離子導電物質包含金屬氫氧化物及鹽、其中該金屬氫氧化物包含氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銫、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋁、或其任何混合物，其中該鹽包含陽離子或陰離子，其中該陽離子包含鋁、銨、 鈣、銫、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、錫、鋅、或其任何混合物，及其中該陰離子包含氯根、過氯酸根、亞氯酸根、次氯酸根、硫酸根、亞硫酸根、硫酸氫根、碳酸根、碳酸氫根、氰根、乙酸根、甲酸根、或其任何混合物。
21.根據第11段之固態電池單元或方法，其中該離子導電物質包含結晶層狀材料，其包含多個配置在彼此上之單層。
22.根據第11段之固態電池單元或方法，其中該離子導電物質包含一種包含第一物質和第二物質之混合物，及其中離子導電路徑沿著第一物質和第二物質之間的界面存在。
23.根據第1-22段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態離子導體包含第一離子導體和第二離子導體，其中該第一離子導體係配置在該電極上且包含該離子導電材料，及其中該第二離子導體係配置在第一離子導體上。
24.根據第23段之固態電池單元或方法，其中該第一離子導體或該第二離子導體包含水合材料。
25.根據第1-24段中任一段之固態電池單元或方法，其中該離子導電材料包含水合材料。
26.根據第25段之固態電池單元或方法，其中該水合材料包含水合物錯合物，及其中該水合物錯合物包含一或多個化學鍵結至物質之水分子。
27.根據第26段之固態電池單元或方法，其 中該水合物錯合物包含一或多個化學鍵結至物質之表面或併入物質之結晶結構的水分子。
28.根據第26段之固態電池單元或方法，其中該物質為元素或化合物。
29.根據第25段之固態電池單元或方法，其中該水合材料包含水合硫酸鹽、水合氯化物、水合氰化物、水合矽酸鹽、水合鋁酸鹽、水合乙酸鹽、水合氧化物、水合氫氧化物、水合石墨、或其任何混合物。
30.根據第25段之固態電池單元或方法，其中該水合材料包含硫酸鎂水合物、硫酸銅水合物、硫酸鋁鉀水合物、氯化鈷水合物、乙酸鎂水合物、氧化釩水合物、氧化鐵水合物、矽酸鎂鋁鈣鈉氫氧化物水合物、矽酸鎂水合物、水合矽酸鋁、氰化鐵水合物、硼酸鎂水合物、硝酸鎂水合物、其水合物、其異構物、或其任何組合。
31.根據第25段之固態電池單元或方法，其中該水合材料包含移動離子，其中該移動離子具有約0.05nm至小於0.5nm之水合半徑。
32.根據第1-31段中任一段之固態電池單元或方法，其中該水合材料提供移動離子作為流過該固態電池單元之電流。
33.根據第1-32段中任一段之固態電池單元或方法，其中該移動離子具有約0.1nm至小於0.5nm之水合半徑。
34.根據第1-33段中任一段之固態電池單元 或方法，其中該移動離子具有約0.1nm至小於0.4nm之水合半徑。
35.根據第1-34段中任一段之固態電池單元或方法，其中該移動離子具有約0.3nm至小於0.5nm之水合半徑。
36.根據第25段之固態電池單元或方法，其中該水合材料包含離子化合物，其中該離子化合物包含陽離子或陰離子，其中該陽離子包含Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Sn2+、Sn4+、Al3+、Mn2+、Mn4+、Ti3+、Ti4+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、V2+、V4+、V5+、Be2+、Ce4+、或其任何混合物，及其中該陰離子包含過氯酸根、氯酸根、亞氯酸根、硫酸氫根、碳酸根、硝酸根、亞硝酸根、磷酸根、氧根、鋁酸根、原矽酸根、矽酸根、矽酸鋁、高錳酸根、氫氧根、乙酸根、甲酸根、或其任何混合物。
37.根據第1-36段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極和該固態離子導體具有約2.5μm至約250μm之組合厚度。
38.根據第1-37段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極之表面和該固態離子導體之表面於界面彼此接觸，其中該相對電極之表面具有約0.005μm至約500μm之粗糙度，及其中該該固態離子導體之表面具有約0.01μm至約100μm之粗糙度，如根據ASTM D7127-2013測量。
39.根據第1-38段中任一段之固態電池單元或方法，其中該離子導電材料具有大於1×10-8S/cm之離子導電性，及其中該離子導電材料具有1×10-8S/cm或更小之電子導電性。
40.根據第1-39段中任一段之固態電池單元或方法，其中該電極包含至少95at%的鎂。
41.根據第1-40段中任一段之固態電池單元或方法，其中該電極包含至少99at%的鎂。
42.根據第1-41段中任一段之固態電池單元或方法，其中該電極包含至少99.9at%的鎂。
43.根據第1-42段中任一段之固態電池單元或方法，其中該電極包含至少99.95at%的鎂。
44.根據第1-43段中任一段之固態電池單元或方法，其中該電極包含約1at%至約7at%的鋁。
45.根據第1-44段中任一段之固態電池單元或方法，其中該電極包含約2at%至約5at%的鋁。
46.根據第1-45段中任一段之固態電池單元或方法，其中該電極包含約3at%至約4at%的鋁。
47.根據第1-46段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極中之該導電材料包含石墨、銀、鎳、金、銅、導電聚合物、或其任何組合。
48.根據第1-47段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極中之該導電材料包含石墨，及其中該石墨係於薄片、粉末、纖維、發泡體、或層狀薄膜的 形式。
49.根據第1-48段中任一段之固態電池單元或方法，該相對電極中之該導電材料包含石墨，及其中該石墨包含石墨烯化合物、元素併入石墨烯層之間、化合物併入石墨烯層之間、或其任何混合物。
50.根據第1-49段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極中之該導電材料包含石墨烯氧化物、摻銅之石墨、摻銀之石墨、摻鹽之石墨、或其任何混合物。
51.根據第1-50段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極中之該導電材料包含金屬，其中該金屬包含銀、鎳、金、銅、其合金、或其任何混合物，及其中該金屬係於粒子或薄膜之形式。
52.根據第1-51段中任一段之固態電池單元或方法，其中該相對電極中之該導電材料包含導電聚合物，及其中該導電聚合物包含聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT：PSS)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PT)、聚吡咯(PPy)、其共聚物、或其任何混合物。
53.根據第1-52段中任一段之固態電池單元或方法，其包含電偶合至該相對電極之集電器。
54.根據第1-53段中任一段之固態電池單元或方法，其中該集電器包含鋁、銅、銀、金、鋁、鎳、鐵、鉻、鋼、不銹鋼、黃銅、青銅、其合金、或其任何組 合。
55.根據第1-54段中任一段之固態電池單元或方法，其中該集電器包含導電網狀物、導電帶、導電織物、導電紙、或其任何組合。
56.根據第1-55段中任一段之固態電池單元或方法，其中該集電器包含含銅網狀物、含黃銅網狀物、含鋼網狀物、含銅帶、含鋁帶、包含銅或鎳的金屬塗佈之聚酯導電織物、導電碳紙、或其任何組合。
57.根據第1-56段中任一段之固態電池單元或方法，其中該集電器係經由至少部分配置在集電器和相對電極之間的導電黏合劑黏著至相對電極。
58.根據第1-57段中任一段之固態電池單元或方法，其中該集電器係藉由將集電器和相對電極壓縮或壓製在一起所衍生的黏著力而黏著至相對電極。
59.根據第1-58段中任一段之固態電池單元或方法，其包含至少部分地圍繞該電極、該相對電極、及該固態離子導體之外殼。
60.根據第59段之固態電池單元或方法，其中該外殼包含熱收縮管、熱收縮包裝、熱層壓箔、壓力層壓箔、含有防漏材料之包裝織物、含有防漏材料之包裝紙、或其任何組合。
61.根據第1-60段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態電池單元具有約0.01mm至小於1mm之厚度和約0.1cm2至小於5cm2之長度乘寬度表面 積。
62.根據第1-61段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態電池單元具有約0.01mm至小於0.5mm之厚度和約0.1cm2至小於1cm2之長度乘寬度表面積。
63.根據第1-62段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態電池單元產生約0.5V至約3.2V的電壓。
64.根據第1-63段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態電池單元產生約0.8V至約2.7V的電壓。
65.根據第1-64段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態電池單元產生約1V至約2.2V的電壓。
66.根據第1-65段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態電池單元產生大於1V至小於2.2V的電壓。
67.根據第1-66段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態電池單元產生約1.2V至約2.2V的電壓。
68.根據第1-67段中任一段之固態電池單元或方法，其中該固態電池單元產生約1.4V至約1.9V的電壓。
69.根據第4或5段之方法，其另外包含當使 部分之含鎂基質和試劑溶液反應以產生該離子導電材料時，將電流流過試劑溶液且進入含鎂基質，其中該試劑溶液包含電解質。
70.根據第69段之方法，其中該電流為直流電且具有約1V至約5V的電壓，及其中該電流流過試劑溶液和含鎂基質為期約5秒至約5分鐘。
71.根據第70段之方法，其中該電流流過試劑溶液和含鎂基質為期約10秒至約2分鐘。
72.根據第4或5段之方法，其另外包含：組合石墨和物質以產生一種包含石墨和物質之混合物；及將該包含石墨和物質之混合物施加在至少一部分的該固態離子導體之上以形成該相對電極。
73.根據第72段之方法，其另外包含將包含石墨和物質之混合物加熱至大於60℃至小於400℃之溫度以形成該相對電極。
74.根據第72段之方法，其中該物質包含黏合劑。
75.根據第74段之方法，其中該黏合劑包含聚合物材料，及其中該聚合物材料包含聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、其烷基衍生物、其共聚物、其鹽、或其任何混合物。
76.根據第74段之方法，其中該黏合劑包含多個粒子和溶劑，其中該多個粒子包含聚合物材料且具有小於1μm之平均粒徑。
77.根據第4或5段之方法，其包含：組合石墨和黏合劑以產生一種包含石墨和黏合劑之混合物；及將該包含石墨和黏合劑之混合物施加在至少一部分的該固態離子導體之上以形成該相對電極。
78.根據第4或5段之方法，其包含在組合含鎂基質和試劑溶液之前，在至少一部分的含鎂基質之未反應部分上形成遮罩。
79.根據第4或5段之方法，其中該試劑溶液包含氧化銅、氧化鐵、氧化錳、氧化錫、氧化釩、氧化鈰、過氯酸銨、過氯酸鉀、過氯酸鈉、氯化銨、氯化鋁、氯化鈣、氯化銫、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉、硫酸鎂、硫酸銅、矽酸鋁、矽酸鋁鉀、氯化鈷、乙酸鎂、氰化鐵、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銫、氫氧化鋁、氫氧化銨、矽酸鎂鋁鈣鈉氫氧化物、氯化氫、硫酸氫、磷酸氫、其水合物、其異構物、或其任何組合。
80.根據第4或5段之方法，其包含在形成該相對電極之前，在該固態離子導體上形成包含水合材料之層，其中該包含水合材料之層係至少部分配置在該固態離子導體和該相對電極之間。
81.根據第80段之方法，其中該水合材料包含水合物錯合物，及其中該水合物錯合物包含一或多個化學鍵結至物質之水分子。
82.根據第4或5段之方法，其中該電極包含至少90at%的鎂，及其中該離子導電材料包含鎂化合物。
83.根據第4或5段之方法，其中該含鎂基質包含線、桿、箔、片、板、薄膜、圓盤、條、容器、導管、管、端帽、塞子、或其任何組合。
84.一種印刷電路板(PCB)，其包含根據第1-83段中任一段之固態電池單元或方法。
85.一種線圈(coil)電池，其包含核心和根據第1-84段中任一段之固態電池單元或方法，其中該核心為導電性，其中該固態電池單元具有大於10之縱橫比，其中該固態電池單元纏繞核心而形成多個線圈，及其中該多個線圈具有至少3個線圈至約100個線圈。
86.一種容器電池，其包含根據第1-85段中任一段之固態電池單元或方法，其包含至少部分地由該電極或該相對電極所界定之空腔。
87.第86段之容器電池，其另外包含配置在空腔中之物質，其中該物質包含醫藥活性物質、醫藥組成物、營養組成物、食品、染料、香料、化妝品組成物、清潔劑、除草劑、殺蟲劑、推進劑、炸藥、或其任何混合物。
已使用一組數值上限和一組數值下限描述某些實施態樣和特徵。應理解：除非另有替示，否則預期包括任何二個值的組合(例如，任何下限值與任何上限值組合、任何二個下限值的組合、和/或任何二個上限值的組合)之範圍。某些下限、上限和範圍出現於一或多項下述申請專利範圍中。所有數值為"約"或"大約"指示值，並且 考慮一般技藝人士可預期的實驗誤差和變化。
各種術語已定義於上文。在某種程度上，申請專利範圍中所使用的術語沒有定義於上文，應給予相關領域人士已就至少一印刷出版物或已發專利所反映之術語而給予最寬定義。且如果適用的話，在本申請案中引用的所有專利、測試程序和其他文件都以引用方式完全併入至該揭示與本申請案不一致且其中允許該引入的所有權限的程度。
雖然前述係針對某些說明性實施態樣，但可想出本發明的其他和進一步實施態樣而不背離其基本範圍，且其範圍由下列申請專利範圍決定。
100‧‧‧固態電池單元
110‧‧‧電極
120‧‧‧固態離子導體
130‧‧‧相對電極

Claims (20)

  1. 一種固態電池單元，其包含至少部分配置在電極和相對電極之間的固態離子導體，其中：該電極包含至少90at%的鎂，該相對電極包含導電材料，該固態離子導體包含離子導電材料，該離子導電材料包含鎂化合物，及該相對電極和該固態離子導體具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
  2. 如申請專利範圍第1項之固態電池單元，其中該電極和至少一部分的該固態離子導體係衍生自相同含鎂基質(substrate)。
  3. 如申請專利範圍第2項之固態電池單元，其中在該固態離子導體中之鎂化合物係產自第一部分之含鎂基質及該電極中之鎂係來自第二部分之含鎂基質。
  4. 如申請專利範圍第1項之固態電池單元，其中該相對電極包含複合材料，及其中該複合材料包含該導電材料和離子導電物質。
  5. 如申請專利範圍第4項之固態電池單元，其中該導電材料包含石墨及該離子導電物質包含氧化鎂、過氧化鎂、氫氧化鎂、或其任何混合物。
  6. 如申請專利範圍第4項之固態電池單元，其中該離子導電物質包含水合材料。
  7. 如申請專利範圍第6項之固態電池單元，其中該 水合材料包含水合硫酸鹽、水合氯化物、水合氰化物、水合矽酸鹽、水合鋁酸鹽、水合乙酸鹽、水合氧化物、水合氫氧化物、水合石墨、或其任何混合物。
  8. 如申請專利範圍第1項之固態電池單元，其中該相對電極包含石墨、石墨化合物、石墨材料、或其任何混合物。
  9. 如申請專利範圍第1項之固態電池單元，其中該相對電極包含嵌入鈉、鉀、鋰、銣、鎂，鈣，鈹、鉺、鐿、其離子、其合金、或其任何混合物之石墨。
  10. 如申請專利範圍第1項之固態電池單元，其中該相對電極包含嵌入離子化合物之石墨，其中該離子化合物包含陽離子或陰離子，其中該陽離子包含Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Sn2+、Sn4+、Al3+、Mn2+、Mn4+、Ti3+、Ti4+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、V2+、V4+、V5+、Be2+、Ce4+、或其任何混合物，及其中該陰離子包含過氯酸根、氯酸根、亞氯酸根、硫酸氫根、碳酸根、硝酸根、亞硝酸根、磷酸根、氧根、鋁酸根、原矽酸根(orthosilicate)、矽酸根、矽酸鋁、高錳酸根、氫氧根、乙酸根、甲酸根、或其任何混合物。
  11. 如申請專利範圍第1項之固態電池單元，其中該離子導電材料包含水合材料。
  12. 如申請專利範圍第11項之固態電池單元，其中該水合材料包含水合物錯合物，及其中該水合物錯合物包含一或多個化學鍵結至物質之水分子。
  13. 如申請專利範圍第11項之固態電池單元，其中該水合材料包含水合硫酸鹽、水合氯化物、水合氰化物、水合矽酸鹽、水合鋁酸鹽、水合乙酸鹽、水合氧化物、水合氫氧化物、水合石墨、或其任何混合物。
  14. 如申請專利範圍第11項之固態電池單元，其中該水合材料包含移動離子，其中該移動離子具有約0.05nm至小於0.5nm之水合半徑。
  15. 如申請專利範圍第11項之固態電池單元，其中該水合材料包含離子化合物，其中該離子化合物包含陽離子和陰離子，其中該陽離子包含Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Sn2+、Sn4+、Al3+、Mn2+、Mn4+、Ti3+、Ti4+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、V2+、V4+、V5+、Be2+、Ce4+、或其任何混合物，及其中該陰離子包含過氯酸根、氯酸根、亞氯酸根、硫酸氫根、碳酸根、硝酸根、亞硝酸根、磷酸根、氧根、鋁酸根、原矽酸根、矽酸根、矽酸鋁、高錳酸根、氫氧根、乙酸根、甲酸根、或其任何混合物。
  16. 如申請專利範圍第1項之固態電池單元，其中該電極包含約1at%至約7at%的鋁。
  17. 如申請專利範圍第1項之固態電池單元，其中該相對電極中之該導電材料包含石墨、銀、鎳、金、銅、導電聚合物、或其任何組合。
  18. 一種固態電池單元，其包含配置在電極和相對電極之間的固態離子導體，其中：該電極包含至少90at%的鎂， 該相對電極包含導電材料和離子導電物質，該固態離子導體包含離子導電材料，該離子導電材料包含水合材料，及該相對電極和該固態離子導體具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
  19. 如申請專利範圍第18項之固態電池單元，其中該離子導電物質和該離子導電材料各自獨立地包含水合材料，及其中該水合材料包含水合硫酸鹽、水合氯化物、水合氰化物、水合矽酸鹽、水合鋁酸鹽、水合乙酸鹽、水合氧化物、水合氫氧化物、水合石墨、或其任何混合物。
  20. 一種製造固態電池單元之方法，其包含：組合包含至少90at%的鎂之含鎂基質及試劑溶液以產生混合物；使混合物中之一部分的該含鎂基質和該試劑溶液反應以產生配置在電極上之固態離子導體，其中該固態離子導體包含衍生自該含鎂基質和該試劑溶液之反應部分的離子導電材料，及該電極包括該含鎂基質之未反應部分；及形成相對電極，其包含在該固態離子導體上之導電材料，其中該固態離子導體至少部分配置在至少部分的該電極和該相對電極之間，及其中該相對電極和該固態離子導體具有約1μm至小於1mm之組合厚度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI617067B (zh) * 2017-04-27 2018-03-01 康那香企業股份有限公司 固態富鎂型鹽質導電離子材料與製造方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108390086B (zh) * 2017-01-03 2020-03-20 清华大学 含氢过渡金属氧化物及其制备方法、固态燃料电池
JP7018571B2 (ja) * 2017-03-13 2022-02-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体電解質及びそれを用いた二次電池
JP7200143B2 (ja) 2017-06-20 2023-01-06 コアシェル テクノロジーズ インコーポレイテッド バッテリー電極の表面上に薄膜の液相堆積を行うための方法、システム、及び組成物
US20210257604A1 (en) * 2017-06-20 2021-08-19 Coreshell Technologies, Inc. Solution-phase deposition of thin films on solid-state electrolytes
WO2019152415A2 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 The Regents Of The University Of California Magnesium based bioresorbable electrodes for recording, stimulation and drug delivery
CN108942970B (zh) * 2018-09-12 2021-07-06 常州大学 一种可用于软体机器人的可拉伸电极
JP7088299B2 (ja) * 2018-10-12 2022-06-21 株式会社村田製作所 糸電池
CN113683100B (zh) * 2021-08-24 2023-04-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种水系锌离子电池正极材料、其制备方法及应用
CN114628782B (zh) * 2022-03-25 2024-04-16 宜兴市昱元能源装备技术开发有限公司 一种固态储能电池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2481204A (en) * 1947-07-02 1949-09-06 Dow Chemical Co Magnesium primary cell
US3110632A (en) * 1961-08-14 1963-11-12 Nat Union Electric Corp Thermal cell
US3660164A (en) * 1969-07-02 1972-05-02 California Inst Res Found Primary cell utilizing halogen-organic charge tranfer complex
US4522901A (en) * 1983-03-16 1985-06-11 Allied Corporation Secondary battery containing organoborate electrolyte
IT1307220B1 (it) * 1999-07-29 2001-10-29 Univ Padova Batterie primarie (non ricaricabili) e secondarie (ricaricabili) abase di elettroliti polimerici basati su ioni magnesio
US8319760B2 (en) * 2007-06-29 2012-11-27 Sony Corporation Display device, driving method of the same and electronic equipment incorporating the same
JP5172231B2 (ja) * 2007-07-20 2013-03-27 日本化学工業株式会社 リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法及びリチウム二次電池
US8211578B2 (en) * 2009-06-09 2012-07-03 The Gillette Company Magnesium cell with improved electrolyte
US9184465B2 (en) * 2010-05-10 2015-11-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ion conductor and solid state battery
US9152287B2 (en) * 2010-08-05 2015-10-06 Analog Devices, Inc. System and method for dual-touch gesture classification in resistive touch screens
JP5977236B2 (ja) * 2010-08-09 2016-08-24 エルジー・ケム・リミテッド プライマーでコーティングされたカソード集電体及びそれを備えたマグネシウム二次電池
US8951673B2 (en) * 2011-06-22 2015-02-10 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University High rate, long cycle life battery electrode materials with an open framework structure
US9516930B2 (en) * 2011-07-12 2016-12-13 Gdalyahu Izkovitz Freshening rings
US9455469B2 (en) * 2012-05-14 2016-09-27 Nanotek Instruments, Inc. Rechargeable magnesium-ion cell having a high-capacity cathode
JP5900144B2 (ja) * 2012-05-15 2016-04-06 株式会社豊田中央研究所 無機マグネシウム固体電解質、マグネシウム電池及び無機マグネシウム固体電解質の製造方法
JP5854009B2 (ja) * 2012-12-26 2016-02-09 株式会社デンソー マグネシウム二次電池用負極の表面処理方法
JP2016517146A (ja) * 2013-03-21 2016-06-09 ユニバーシティー オブ メリーランド、カレッジ パーク 固体電解質物質を含むイオン伝導性バッテリー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI617067B (zh) * 2017-04-27 2018-03-01 康那香企業股份有限公司 固態富鎂型鹽質導電離子材料與製造方法

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