TWI674697B - 氧化還原及離子吸附電極及能量儲存裝置 - Google Patents

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理查 B 卡納
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Abstract

本文中提供了能量儲存裝置，該等能量儲存裝置包括：一第一電極，該第一電極包括一層狀雙氫氧化物、一導電支架及一第一電流收集器；一第二電極，該第二電極包括一氫氧化物及一第二電流收集器；一分隔件；及一電解液。在一些實施例中，本文中描述之裝置化學性質、活性材料及電解液之特定組合形成在高壓下操作且在一個裝置中展現電池之容量及超級電容器之功率效能的儲存裝置。

Description

氧化還原及離子吸附電極及能量儲存裝置
本發明係關於氧化還原及離子吸附電極及能量儲存裝置。
諸如智慧型電話、動力工具、電動車輛、電網穩定裝置及膝上型電腦之電子元件的全球市場因為電氣裝置之開發及普遍使用而正在不斷增長及發展。由於許多此等裝置經設計為攜帶型及可再充電的，因此其依賴於能量儲存裝置來供應所需電流。然而，現有電池及電容器之能量密度、功率密度、壽命週期及再充電時間對電氣裝置之設計及實用性呈現重大限制。
本文中提供之第一態樣為包括層狀雙氫氧化物、導電支架及第一電流收集器之第一電極。
在一些實施例中，層狀雙氫氧化物包括金屬層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括鋅-鐵層狀雙氫氧化物、鋁-鐵層狀雙氫氧化物、鉻-鐵層狀雙氫氧化物、銦-鐵層狀雙氫氧化物、錳-鐵層狀雙氫氧化物，或其任何組合。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括錳-鐵層狀雙氫氧化物。
在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括鋅-鐵層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1至約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為至少約1:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為至多約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1至約1.5:1，約1:1至約2:1，約1:1至約2.5:1，約1:1至約3:1，約1:1至約3.5:1，約1:1至約4:1，約1:1至約4.5:1，約1:1至約5:1，約1:1至約5.5:1，約1:1至約6:1，約1.5:1至約2:1，約1.5:1至約2.5:1，約1.5:1至約3:1，約1.5:1至約3.5:1，約1.5:1至約4:1，約1.5:1至約4.5:1，約1.5:1至約5:1，約1.5:1至約5.5:1，約1.5:1至約6:1，約2:1至約2.5:1，約2:1至約3:1，約2:1至約3.5:1，約2:1至約4:1，約2:1至約4.5:1，約2:1至約5:1，約2:1至約5.5:1，約2:1至約6:1，約2.5:1至約3:1，約2.5:1至約3.5:1，約2.5:1至約4:1，約2.5:1至約4.5:1，約2.5:1至約5:1，約2.5:1至約5.5:1，約2.5:1至約6:1，約3:1至約3.5:1，約3:1至約4:1，約3:1至約4.5:1，約3:1至約5:1，約3:1至約5.5:1，約3:1至約6:1，約3.5:1至約4:1，約3.5:1至約4.5:1，約3.5:1至約5:1，約3.5:1至約5.5:1，約3.5:1至約6:1，約4:1至約4.5:1，約4:1至約5:1，約4:1至約5.5:1，約4:1至約6:1，約4.5:1至約5:1，約4.5:1至約5.5:1，約4.5:1至約6:1，約5:1至約5.5:1，約5:1至約6:1，或約5.5:1至約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1、約1.5:1、約2:1、約2.5:1、約3:1、約3.5:1、約4:1、約4.5:1、約5:1、約5.5:1，或約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為至少約1:1、約1.5:1、約2:1、約2.5:1、約3:1、約3.5:1、約4:1、約4.5:1、約5:1、約5.5:1，或約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為至多約1:1、約1.5:1、約2:1、約2.5:1、約3:1、約3.5:1、約4:1、約4.5:1、約5:1、約5.5:1，或約6:1。
在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體、導電氣凝膠、金屬離子凝膠、碳奈米管、碳奈米薄片、活性碳、碳布、碳黑，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括三維支架。在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、碳發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電氣凝膠。在一些實施例中，導電氣凝膠包括碳氣凝膠、石墨烯氣凝膠、石墨氣凝膠、碳氣凝膠，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括三維(3D)導電氣凝膠。在一些實施例中，3D導電氣凝膠包括3D碳氣凝膠、3D石墨烯氣凝膠、3D石墨氣凝膠、3D碳氣凝膠，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括金屬離子凝膠。在一些實施例中，金屬離子凝膠包括碳離子凝膠、石墨烯離子凝膠、石墨離子凝膠、導電聚合物、導電陶瓷，或其任何組合。
在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1至約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至少約0.2:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至多約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1至約0.4:1，約0.2:1至約0.6:1，約0.2:1至約0.8:1，約0.2:1至約1:1，約0.2:1至約1.2:1，約0.2:1至約1.4:1，約0.2:1至約1.6:1，約0.2:1至約1.8:1，約0.2:1至約2:1，約0.2:1至約2.2:1，約0.2:1至約2.4:1，約0.4:1至約0.6:1，約0.4:1至約0.8:1，約0.4:1至約1:1，約0.4:1至約1.2:1，約0.4:1至約1.4:1，約0.4:1至約1.6:1，約0.4:1至約1.8:1，約0.4:1至約2:1，約0.4:1至約2.2:1，約0.4:1至約2.4:1，約0.6:1至約0.8:1，約0.6:1至約1:1，約0.6:1至約1.2:1，約0.6:1至約1.4:1，約0.6:1至約1.6:1，約0.6:1至約1.8:1，約0.6:1至約2:1，約0.6:1至約2.2:1，約0.6:1至約2.4:1，約0.8:1至約1:1，約0.8:1至約1.2:1，約0.8:1至約1.4:1，約0.8:1至約1.6:1，約0.8:1至約1.8:1，約0.8:1至約2:1，約0.8:1至約2.2:1，約0.8:1至約2.4:1，約1:1至約1.2:1，約1:1至約1.4:1，約1:1至約1.6:1，約1:1至約1.8:1，約1:1至約2:1，約1:1至約2.2:1，約1:1至約2.4:1，約1.2:1至約1.4:1，約1.2:1至約1.6:1，約1.2:1至約1.8:1，約1.2:1至約2:1，約1.2:1至約2.2:1，約1.2:1至約2.4:1，約1.4:1至約1.6:1，約1.4:1至約1.8:1，約1.4:1至約2:1，約1.4:1至約2.2:1，約1.4:1至約2.4:1，約1.6:1至約1.8:1，約1.6:1至約2:1，約1.6:1至約2.2:1，約1.6:1至約2.4:1，約1.8:1至約2:1，約1.8:1至約2.2:1，約1.8:1至約2.4:1，約2:1至約2.2:1，約2:1至約2.4:1，或約2.2:1至約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1、約0.4:1、約0.6:1、約0.8:1、約1:1、約1.2:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.8:1、約2:1、約2.2:1，或約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至少約0.2:1、約0.4:1、約0.6:1、約0.8:1、約1:1、約1.2:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.8:1、約2:1、約2.2:1，或約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至多約0.2:1、約0.4:1、約0.6:1、約0.8:1、約1:1、約1.2:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.8:1、約2:1、約2.2:1，或約2.4:1。
在一些實施例中，第一電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g至約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至少約500 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至多約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g至約750 F/g，約500 F/g至約1,000 F/g，約500 F/g至約1,250 F/g，約500 F/g至約1,500 F/g，約500 F/g至約1,750 F/g，約500 F/g至約2,000 F/g，約500 F/g至約2,250 F/g，約750 F/g至約1,000 F/g，約750 F/g至約1,250 F/g，約750 F/g至約1,500 F/g，約750 F/g至約1,750 F/g，約750 F/g至約2,000 F/g，約750 F/g至約2,250 F/g，約1,000 F/g至約1,250 F/g，約1,000 F/g至約1,500 F/g，約1,000 F/g至約1,750 F/g，約1,000 F/g至約2,000 F/g，約1,000 F/g至約2,250 F/g，約1,250 F/g至約1,500 F/g，約1,250 F/g至約1,750 F/g，約1,250 F/g至約2,000 F/g，約1,250 F/g至約2,250 F/g，約1,500 F/g至約1,750 F/g，約1,500 F/g至約2,000 F/g，約1,500 F/g至約2,250 F/g，約1,750 F/g至約2,000 F/g，約1,750 F/g至約2,250 F/g，或約2,000 F/g至約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g、約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g，或約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約1,150 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至少約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g，約或2,250 F/g。
在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至少約30 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至多約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g至約40 mAh/g，約30 mAh/g至約50 mAh/g，約30 mAh/g至約60 mAh/g，約30 mAh/g至約70 mAh/g，約30 mAh/g至約80 mAh/g，約30 mAh/g至約90 mAh/g，約30 mAh/g至約100 mAh/g，約30 mAh/g至約110 mAh/g，約30 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約110 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約110 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約110 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約110 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約110 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約110 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約110 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，或約110 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。
在一些實施例中，第一電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第一電極經組態以用作負電極。
本文中提供之第二態樣為包括氫氧化物及第二電流收集器之第二電極。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鋁、氫氧化銨、氫氧化砷、氫氧化鋇、氫氧化鈹、氫氧化鉍(III)、氫氧化硼、氫氧化鎘、氫氧化鈣、氫氧化鈰(III)、氫氧化銫、氫氧化鉻(II)、氫氧化鉻(III)、氫氧化鉻(V)、氫氧化鉻(VI)、氫氧化鈷(II)、氫氧化鈷(III)、氫氧化銅(I)、氫氧化銅(II)、氫氧化鎵(II)、氫氧化鎵(III)、氫氧化金(I)、氫氧化金(III)、氫氧化銦(I)、氫氧化銦(II)、氫氧化銦(III)、氫氧化銥(III)、氫氧化鐵(II)、氫氧化鐵(III)、氫氧化鑭、氫氧化鉛(II)、氫氧化鉛(IV)、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氫氧化錳(II)、氫氧化錳(III)、氫氧化錳(IV)、氫氧化錳(VII)、氫氧化汞(I)、氫氧化汞(II)、氫氧化鉬、氫氧化釹、氧代氫氧化鎳、氫氧化鎳(II)、氫氧化鎳(III)、氫氧化鈮、氫氧化鋨(IV)、氫氧化鈀(II)、氫氧化鈀(IV)、氫氧化鉑(II)、氫氧化鉑(IV)、氫氧化鈈(IV)、氫氧化鉀、氫氧化鐳、氫氧化銣、氫氧化釕(III)、氫氧化鈧、氫氧化矽、氫氧化銀、氫氧化鈉、氫氧化鍶、氫氧化鉭(V)、氫氧化鎝(II)、四甲基氫氧化銨、氫氧化鉈(I)、氫氧化鉈(III)、氫氧化釷、氫氧化錫(II)、氫氧化錫(IV)、氫氧化鈦(II)、氫氧化鈦(III)、氫氧化鈦(IV)、氫氧化鎢(II)、氫氧化氧鈾、氫氧化釩(II)、氫氧化釩(III)、氫氧化釩(V)、氫氧化鐿、氫氧化釔、氫氧化鋅、氫氧化鋯。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(III)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米粉末、氫氧化物奈米花、氫氧化物奈米片、氫氧化物奈米點、氫氧化物奈米棒、氫氧化物奈米鏈、氫氧化物奈米纖維、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米微板、氫氧化物奈米帶、氫氧化物奈米環、氫氧化物奈米薄片，或其組合。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米粉末。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(III)奈米薄片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)奈米片。
在一些實施例中，氫氧化物沈積在第二電流收集器上。在一些實施例中，第二電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g至約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至少約500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至多約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g至約750 F/g，約500 F/g至約1,000 F/g，約500 F/g至約1,250 F/g，約500 F/g至約1,500 F/g，約500 F/g至約1,750 F/g，約500 F/g至約2,000 F/g，約500 F/g至約2,250 F/g，約500 F/g至約2,500 F/g，約750 F/g至約1,000 F/g，約750 F/g至約1,250 F/g，約750 F/g至約1,500 F/g，約750 F/g至約1,750 F/g，約750 F/g至約2,000 F/g，約750 F/g至約2,250 F/g，約750 F/g至約2,500 F/g，約1,000 F/g至約1,250 F/g，約1,000 F/g至約1,500 F/g，約1,000 F/g至約1,750 F/g，約1,000 F/g至約2,000 F/g，約1,000 F/g至約2,250 F/g，約1,000 F/g至約2,500 F/g，約1,250 F/g至約1,500 F/g，約1,250 F/g至約1,750 F/g，約1,250 F/g至約2,000 F/g，約1,250 F/g至約2,250 F/g，約1,250 F/g至約2,500 F/g，約1,500 F/g至約1,750 F/g，約1,500 F/g至約2,000 F/g，約1,500 F/g至約2,250 F/g，約1,500 F/g至約2,500 F/g，約1,750 F/g至約2,000 F/g，約1,750 F/g至約2,250 F/g，約1,750 F/g至約2,500 F/g，約2,000 F/g至約2,250 F/g，約2,000 F/g至約2,500 F/g，或約2,250 F/g至約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g、約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g、約2,250 F/g，或約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至少約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g、約2,250 F/g，或約2,500 F/g。
在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至少約30 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至多約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g至約40 mAh/g，約30 mAh/g至約50 mAh/g，約30 mAh/g至約60 mAh/g，約30 mAh/g至約70 mAh/g，約30 mAh/g至約80 mAh/g，約30 mAh/g至約90 mAh/g，約30 mAh/g至約100 mAh/g，約30 mAh/g至約110 mAh/g，約30 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約110 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約110 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約110 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約110 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約110 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約110 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約110 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，或約110 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。
在一些實施例中，第二電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第二電極經組態以用作負電極。
本文中提供之第三態樣為能量儲存裝置，該能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括層狀雙氫氧化物、導電支架及第一電流收集器；第二電極，該第二電極包括氫氧化物及第二電流收集器；分隔件；及電解液。在一些實施例中，第一電極包括層狀雙氫氧化物、導電支架及第一電流收集器。在一些實施例中，第一電極包括層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，第一電極包括支架。在一些實施例中，第一電極包括導電支架。在一些實施例中，第一電極包括第一電流收集器。在一些實施例中，第二電極包括氫氧化物及第二電流收集器。在一些實施例中，電解液包括鹼及導電添加劑。在一些實施例中，本揭露之能量儲存裝置內之電解液的特定選擇實現顯著較高之能量密度。在一些實施例中，能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括層狀雙氫氧化物、導電支架及第一電流收集器；第二電極，該第二電極包括氫氧化物及第二電流收集器；分隔件；及電解液。
在一些實施例中，能量儲存裝置經由氧化還原反應及離子吸附來儲存能量。在一些實施例中，能量儲存裝置包括電池、超級電容器、混合超級電容器、偽電容器，或其任何組合。
在一些實施例中，第一電極包括層狀雙氫氧化物、導電支架及第一電流收集器。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物包括金屬層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物包括鋅基層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括鋅-鐵層狀雙氫氧化物、鋁-鐵層狀雙氫氧化物、鉻-鐵層狀雙氫氧化物、銦-鐵層狀雙氫氧化物、錳-鐵層狀雙氫氧化物，或其任何組合。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括鋅-鐵層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括錳-鐵層狀雙氫氧化物。
在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體、導電氣凝膠、金屬離子凝膠、碳奈米管、碳奈米薄片、活性碳、碳布、碳黑，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括3D支架。在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、碳發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電氣凝膠。在一些實施例中，導電氣凝膠包括碳氣凝膠、石墨烯氣凝膠、石墨氣凝膠、碳氣凝膠，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括3D導電氣凝膠。在一些實施例中，3D導電氣凝膠包括3D碳氣凝膠、3D石墨烯氣凝膠、3D石墨氣凝膠、3D碳氣凝膠，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括金屬離子凝膠。在一些實施例中，金屬離子凝膠包括碳離子凝膠、石墨烯離子凝膠、石墨離子凝膠，在一些實施例中，導電支架包括金屬。在一些實施例中，金屬包括鋁、銅、碳、鐵、銀、金、鈀、鉑、銥、鉑銥合金、釕、銠、鋨、鉭、鈦、鎢、多晶矽、氧化銦錫或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電聚合物。在一些實施例中，導電聚合物包括反式聚乙炔、聚芴、聚噻吩、聚吡咯、聚苯、聚苯胺、聚對位苯基乙烯、聚芘聚薁、聚萘、聚咔唑、聚吲哚、聚氮呯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚對苯硫醚、聚乙炔、聚對位苯基乙烯，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電陶瓷。在一些實施例中，導電陶瓷包括鈦酸鋯鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鈣鎂、鈦酸鋅、鈦酸鑭、鈦酸釹、鋯酸鋇、鋯酸鈣、鈮酸鉛鎂、鈮酸鉛鋅、鈮酸鋰、錫酸鋇、錫酸鈣、矽酸鎂鋁、矽酸鎂、鉭酸鋇、二氧化鈦、氧化鈮、氧化鋯、矽石、藍寶石、氧化鈹、鈦酸鋯錫，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架由兩種或更多種材料或元素的合金組成。
在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1至約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至少約0.2:1、約0.4:1、約0.6:1、約0.8:1、約1:1、約1.2:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.8:1、約2:1、約2.2:1，或約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至多約0.2:1、約0.4:1、約0.6:1、約0.8:1、約1:1、約1.2:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.8:1、約2:1、約2.2:1，或約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1至約0.4:1，約0.2:1至約0.6:1，約0.2:1至約0.8:1，約0.2:1至約1:1，約0.2:1至約1.2:1，約0.2:1至約1.4:1，約0.2:1至約1.6:1，約0.2:1至約1.8:1，約0.2:1至約2:1，約0.2:1至約2.2:1，約0.2:1至約2.4:1，約0.4:1至約0.6:1，約0.4:1至約0.8:1，約0.4:1至約1:1，約0.4:1至約1.2:1，約0.4:1至約1.4:1，約0.4:1至約1.6:1，約0.4:1至約1.8:1，約0.4:1至約2:1，約0.4:1至約2.2:1，約0.4:1至約2.4:1，約0.6:1至約0.8:1，約0.6:1至約1:1，約0.6:1至約1.2:1，約0.6:1至約1.4:1，約0.6:1至約1.6:1，約0.6:1至約1.8:1，約0.6:1至約2:1，約0.6:1至約2.2:1，約0.6:1至約2.4:1，約0.8:1至約1:1，約0.8:1至約1.2:1，約0.8:1至約1.4:1，約0.8:1至約1.6:1，約0.8:1至約1.8:1，約0.8:1至約2:1，約0.8:1至約2.2:1，約0.8:1至約2.4:1，約1:1至約1.2:1，約1:1至約1.4:1，約1:1至約1.6:1，約1:1至約1.8:1，約1:1至約2:1，約1:1至約2.2:1，約1:1至約2.4:1，約1.2:1至約1.4:1，約1.2:1至約1.6:1，約1.2:1至約1.8:1，約1.2:1至約2:1，約1.2:1至約2.2:1，約1.2:1至約2.4:1，約1.4:1至約1.6:1，約1.4:1至約1.8:1，約1.4:1至約2:1，約1.4:1至約2.2:1，約1.4:1至約2.4:1，約1.6:1至約1.8:1，約1.6:1至約2:1，約1.6:1至約2.2:1，約1.6:1至約2.4:1，約1.8:1至約2:1，約1.8:1至約2.2:1，約1.8:1至約2.4:1，約2:1至約2.2:1，約2:1至約2.4:1，或約2.2:1至約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1、約0.4:1、約0.6:1、約0.8:1、約1:1、約1.2:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.8:1、約2:1、約2.2:1，或約2.4:1。
在一些實施例中，第一電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。在一些實施例中，第一電流收集器為沿著電極中之活性材料提供導電路徑的導電材料網或薄片。
在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g至約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至少約500 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至多約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g至約750 F/g，約500 F/g至約1,000 F/g，約500 F/g至約1,250 F/g，約500 F/g至約1,500 F/g，約500 F/g至約1,750 F/g，約500 F/g至約2,000 F/g，約500 F/g至約2,250 F/g，約750 F/g至約1,000 F/g，約750 F/g至約1,250 F/g，約750 F/g至約1,500 F/g，約750 F/g至約1,750 F/g，約750 F/g至約2,000 F/g，約750 F/g至約2,250 F/g，約1,000 F/g至約1,250 F/g，約1,000 F/g至約1,500 F/g，約1,000 F/g至約1,750 F/g，約1,000 F/g至約2,000 F/g，約1,000 F/g至約2,250 F/g，約1,250 F/g至約1,500 F/g，約1,250 F/g至約1,750 F/g，約1,250 F/g至約2,000 F/g，約1,250 F/g至約2,250 F/g，約1,500 F/g至約1,750 F/g，約1,500 F/g至約2,000 F/g，約1,500 F/g至約2,250 F/g，約1,750 F/g至約2,000 F/g，約1,750 F/g至約2,250 F/g，或約2,000 F/g至約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g、約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g，或約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約1,150 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至少約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g，約或2,250 F/g。
在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至少約30 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至多約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g至約40 mAh/g，約30 mAh/g至約50 mAh/g，約30 mAh/g至約60 mAh/g，約30 mAh/g至約70 mAh/g，約30 mAh/g至約80 mAh/g，約30 mAh/g至約90 mAh/g，約30 mAh/g至約100 mAh/g，約30 mAh/g至約110 mAh/g，約30 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約110 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約110 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約110 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約110 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約110 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約110 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約110 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，或約110 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。
在一些實施例中，第二電極包括氫氧化物及第二電流收集器。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鋁、氫氧化銨、氫氧化砷、氫氧化鋇、氫氧化鈹、氫氧化鉍(III)、氫氧化硼、氫氧化鎘、氫氧化鈣、氫氧化鈰(III)、氫氧化銫、氫氧化鉻(II)、氫氧化鉻(III)、氫氧化鉻(V)、氫氧化鉻(VI)、氫氧化鈷(II)、氫氧化鈷(III)、氫氧化銅(I)、氫氧化銅(II)、氫氧化鎵(II)、氫氧化鎵(III)、氫氧化金(I)、氫氧化金(III)、氫氧化銦(I)、氫氧化銦(II)、氫氧化銦(III)、氫氧化銥(III)、氫氧化鐵(II)、氫氧化鐵(III)、氫氧化鑭、氫氧化鉛(II)、氫氧化鉛(IV)、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氫氧化錳(II)、氫氧化錳(III)、氫氧化錳(IV)、氫氧化錳(VII)、氫氧化汞(I)、氫氧化汞(II)、氫氧化鉬、氫氧化釹、氧代氫氧化鎳、氫氧化鎳(II)、氫氧化鎳(III)、氫氧化鈮、氫氧化鋨(IV)、氫氧化鈀(II)、氫氧化鈀(IV)、氫氧化鉑(II)、氫氧化鉑(IV)、氫氧化鈈(IV)、氫氧化鉀、氫氧化鐳、氫氧化銣、氫氧化釕(III)、氫氧化鈧、氫氧化矽、氫氧化銀、氫氧化鈉、氫氧化鍶、氫氧化鉭(V)、氫氧化鎝(II)、四甲基氫氧化銨、氫氧化鉈(I)、氫氧化鉈(III)、氫氧化釷、氫氧化錫(II)、氫氧化錫(IV)、氫氧化鈦(II)、氫氧化鈦(III)、氫氧化鈦(IV)、氫氧化鎢(II)、氫氧化氧鈾、氫氧化釩(II)、氫氧化釩(III)、氫氧化釩(V)、氫氧化鐿、氫氧化釔、氫氧化鋅、氫氧化鋯。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米片、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米粉末、氫氧化物奈米花、氫氧化物奈米點、氫氧化物奈米棒、氫氧化物奈米鏈、氫氧化物奈米纖維、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米微板、氫氧化物奈米帶、氫氧化物奈米環、氫氧化物奈米薄片，或其組合。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈀(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈀(IV)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)。
在一些實施例中，氫氧化物沈積在第二電流收集器上。在一些實施例中，第二電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g至約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至少約500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至多約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g至約750 F/g，約500 F/g至約1,000 F/g，約500 F/g至約1,250 F/g，約500 F/g至約1,500 F/g，約500 F/g至約1,750 F/g，約500 F/g至約2,000 F/g，約500 F/g至約2,250 F/g，約500 F/g至約2,500 F/g，約750 F/g至約1,000 F/g，約750 F/g至約1,250 F/g，約750 F/g至約1,500 F/g，約750 F/g至約1,750 F/g，約750 F/g至約2,000 F/g，約750 F/g至約2,250 F/g，約750 F/g至約2,500 F/g，約1,000 F/g至約1,250 F/g，約1,000 F/g至約1,500 F/g，約1,000 F/g至約1,750 F/g，約1,000 F/g至約2,000 F/g，約1,000 F/g至約2,250 F/g，約1,000 F/g至約2,500 F/g，約1,250 F/g至約1,500 F/g，約1,250 F/g至約1,750 F/g，約1,250 F/g至約2,000 F/g，約1,250 F/g至約2,250 F/g，約1,250 F/g至約2,500 F/g，約1,500 F/g至約1,750 F/g，約1,500 F/g至約2,000 F/g，約1,500 F/g至約2,250 F/g，約1,500 F/g至約2,500 F/g，約1,750 F/g至約2,000 F/g，約1,750 F/g至約2,250 F/g，約1,750 F/g至約2,500 F/g，約2,000 F/g至約2,250 F/g，約2,000 F/g至約2,500 F/g，或約2,250 F/g至約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g、約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g、約2,250 F/g，或約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至少約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g、約2,250 F/g，或約2,500 F/g。
在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至少約30 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至多約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g至約40 mAh/g，約30 mAh/g至約50 mAh/g，約30 mAh/g至約60 mAh/g，約30 mAh/g至約70 mAh/g，約30 mAh/g至約80 mAh/g，約30 mAh/g至約90 mAh/g，約30 mAh/g至約100 mAh/g，約30 mAh/g至約110 mAh/g，約30 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約110 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約110 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約110 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約110 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約110 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約110 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約110 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，或約110 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。
在一些實施例中，第一電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第一電極經組態以用作負電極。在一些實施例中，第一電極與第二電極相同。在一些實施例中，第二電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第二電極經組態以用作負電極。
在一些實施例中，電解液包括水性電解液。在一些實施例中，電解液包括鹼性電解液。在一些實施例中，電解液包括鹼。在一些實施例中，鹼包括強鹼。在一些實施例中，強鹼包括氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇，或其任何組合。在一些實施例中，強鹼包括氫氧化鉀。在一些實施例中，強鹼包括氫氧化鈣。在一些實施例中，強鹼包括氫氧化鈉。
在一些實施例中，導電添加劑包括過渡金屬氧化物。在一些實施例中，過渡金屬氧化物包括氧化鈉(I)、氧化鉀(I)、氧化亞鐵(II)、氧化鎂(II)、氧化鈣(II)、氧化鉻(III)、氧化銅(I)、氧化鋅(II)，或其任何組合。在一些實施例中，導電添加劑包括半導體材料。在一些實施例中，半導體材料包括氯化亞銅、磷化鎘、砷化鎘、銻化鎘、磷化鋅、砷化鋅、銻化鋅、硒化鎘、硫化鎘、碲化鎘、硒化鋅、硫化鋅、碲化鋅、氧化鋅，或其任何組合。在一些實施例中，導電添加劑包括氧化鈉(I)。在一些實施例中，導電添加劑包括。在一些實施例中，導電添加劑包括氧化亞鐵(II)。在一些實施例中，導電添加劑包括氧化鋅。
在一些實施例中，電解液之濃度為約1 M至約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為至少約1 M。在一些實施例中，電解液之濃度為至多約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為約1 M至約2 M，約1 M至約3 M，約1 M至約4 M，約1 M至約5 M，約1 M至約6 M，約1 M至約7 M，約1 M至約8 M，約1 M至約9 M，約1 M至約10 M，約1 M至約11 M，約1 M至約12 M，約2 M至約3 M，約2 M至約4 M，約2 M至約5 M，約2 M至約6 M，約2 M至約7 M，約2 M至約8 M，約2 M至約9 M，約2 M至約10 M，約2 M至約11 M，約2 M至約12 M，約3 M至約4 M，約3 M至約5 M，約3 M至約6 M，約3 M至約7 M，約3 M至約8 M，約3 M至約9 M，約3 M至約10 M，約3 M至約11 M，約3 M至約12 M，約4 M至約5 M，約4 M至約6 M，約4 M至約7 M，約4 M至約8 M，約4 M至約9 M，約4 M至約10 M，約4 M至約11 M，約4 M至約12 M，約5 M至約6 M，約5 M至約7 M，約5 M至約8 M，約5 M至約9 M，約5 M至約10 M，約5 M至約11 M，約5 M至約12 M，約6 M至約7 M，約6 M至約8 M，約6 M至約9 M，約6 M至約10 M，約6 M至約11 M，約6 M至約12 M，約7 M至約8 M，約7 M至約9 M，約7 M至約10 M，約7 M至約11 M，約7 M至約12 M，約8 M至約9 M，約8 M至約10 M，約8 M至約11 M，約8 M至約12 M，約9 M至約10 M，約9 M至約11 M，約9 M至約12 M，約10 M至約11 M，約10 M至約12 M，或約11 M至約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為約1 M、約2 M、約3 M、約4 M、約5 M、約6 M、約7 M、約8 M、約9 M、約10 M、約11 M，或約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為至少約2 M、約3 M、約4 M、約5 M、約6 M、約7 M、約8 M、約9 M、約10 M、約11 M，或約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為至多約1 M、約2 M、約3 M、約4 M、約5 M、約6 M、約7 M、約8 M、約9 M、約10 M，或約11 M。
在一些實施例中，分隔件在第一電極與第二電極之間維持設定距離以防止電短路，同時允許運輸離子電荷載體。在一些實施例中，分隔件包括置放在第一電極與第二電極之間的滲透膜。在一些實施例中，分隔件包括非編織纖維、聚合物薄膜、陶瓷、天然存在之材料、支撐式液膜或其任何組合。在一些實施例中，非編織纖維包括棉花、耐綸、聚酯、玻璃，或其任何組合。在一些實施例中，聚合物薄膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯，或其任何組合。在一些實施例中，天然存在之材料包括橡膠、石棉、木材，或其任何組合。在一些實施例中，支撐式液膜包括微孔分隔件內含有之固相及液相。在一些實施例中，分隔件包括定向取向之纖維、隨機取向之纖維的薄片、網或席子，或其任何組合。在一些實施例中，分隔件包括單個層。在一些實施例中，分隔件包括多個層。
在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為約400 Wh/kg至約1,600 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為至少約400 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為至多約1,600 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為約400 Wh/kg至約500 Wh/kg，約400 Wh/kg至約600 Wh/kg，約400 Wh/kg至約700 Wh/kg，約400 Wh/kg至約800 Wh/kg，約400 Wh/kg至約900 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約500 Wh/kg至約600 Wh/kg，約500 Wh/kg至約700 Wh/kg，約500 Wh/kg至約800 Wh/kg，約500 Wh/kg至約900 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約600 Wh/kg至約700 Wh/kg，約600 Wh/kg至約800 Wh/kg，約600 Wh/kg至約900 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約700 Wh/kg至約800 Wh/kg，約700 Wh/kg至約900 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約800 Wh/kg至約900 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約1,100 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約1,100 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約1,100 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約1,100 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約1,200 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約1,200 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約1,200 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約1,300 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約1,300 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，或約1,400 Wh/kg至約1,600 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為約400 Wh/kg、約500 Wh/kg、約600 Wh/kg、約700 Wh/kg、約800 Wh/kg、約900 Wh/kg、約1,000 Wh/kg、約1,100 Wh/kg、約1,200 Wh/kg、約1,300 Wh/kg、約1,400 Wh/kg，或約1,600 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為至少約500 Wh/kg、約600 Wh/kg、約700 Wh/kg、約800 Wh/kg、約900 Wh/kg、約1,000 Wh/kg、約1,100 Wh/kg、約1,200 Wh/kg、約1,300 Wh/kg、約1,400 Wh/kg，或約1,600 Wh/kg。
在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為約200 Wh/kg至約800 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為至少約200 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為至多約800 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為約200 Wh/kg至約250 Wh/kg，約200 Wh/kg至約300 Wh/kg，約200 Wh/kg至約350 Wh/kg，約200 Wh/kg至約400 Wh/kg，約200 Wh/kg至約450 Wh/kg，約200 Wh/kg至約500 Wh/kg，約200 Wh/kg至約550 Wh/kg，約200 Wh/kg至約600 Wh/kg，約200 Wh/kg至約650 Wh/kg，約200 Wh/kg至約700 Wh/kg，約200 Wh/kg至約800 Wh/kg，約250 Wh/kg至約300 Wh/kg，約250 Wh/kg至約350 Wh/kg，約250 Wh/kg至約400 Wh/kg，約250 Wh/kg至約450 Wh/kg，約250 Wh/kg至約500 Wh/kg，約250 Wh/kg至約550 Wh/kg，約250 Wh/kg至約600 Wh/kg，約250 Wh/kg至約650 Wh/kg，約250 Wh/kg至約700 Wh/kg，約250 Wh/kg至約800 Wh/kg，約300 Wh/kg至約350 Wh/kg，約300 Wh/kg至約400 Wh/kg，約300 Wh/kg至約450 Wh/kg，約300 Wh/kg至約500 Wh/kg，約300 Wh/kg至約550 Wh/kg，約300 Wh/kg至約600 Wh/kg，約300 Wh/kg至約650 Wh/kg，約300 Wh/kg至約700 Wh/kg，約300 Wh/kg至約800 Wh/kg，約350 Wh/kg至約400 Wh/kg，約350 Wh/kg至約450 Wh/kg，約350 Wh/kg至約500 Wh/kg，約350 Wh/kg至約550 Wh/kg，約350 Wh/kg至約600 Wh/kg，約350 Wh/kg至約650 Wh/kg，約350 Wh/kg至約700 Wh/kg，約350 Wh/kg至約800 Wh/kg，約400 Wh/kg至約450 Wh/kg，約400 Wh/kg至約500 Wh/kg，約400 Wh/kg至約550 Wh/kg，約400 Wh/kg至約600 Wh/kg，約400 Wh/kg至約650 Wh/kg，約400 Wh/kg至約700 Wh/kg，約400 Wh/kg至約800 Wh/kg，約450 Wh/kg至約500 Wh/kg，約450 Wh/kg至約550 Wh/kg，約450 Wh/kg至約600 Wh/kg，約450 Wh/kg至約650 Wh/kg，約450 Wh/kg至約700 Wh/kg，約450 Wh/kg至約800 Wh/kg，約500 Wh/kg至約550 Wh/kg，約500 Wh/kg至約600 Wh/kg，約500 Wh/kg至約650 Wh/kg，約500 Wh/kg至約700 Wh/kg，約500 Wh/kg至約800 Wh/kg，約550 Wh/kg至約600 Wh/kg，約550 Wh/kg至約650 Wh/kg，約550 Wh/kg至約700 Wh/kg，約550 Wh/kg至約800 Wh/kg，約600 Wh/kg至約650 Wh/kg，約600 Wh/kg至約700 Wh/kg，約600 Wh/kg至約800 Wh/kg，約650 Wh/kg至約700 Wh/kg，約650 Wh/kg至約800 Wh/kg，或約700 Wh/kg至約800 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為約200 Wh/kg、約250 Wh/kg、約300 Wh/kg、約350 Wh/kg、約400 Wh/kg、約450 Wh/kg、約500 Wh/kg、約550 Wh/kg、約600 Wh/kg、約650 Wh/kg、約700 Wh/kg，或約800 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為至少約250 Wh/kg、約300 Wh/kg、約350 Wh/kg、約400 Wh/kg、約450 Wh/kg、約500 Wh/kg、約550 Wh/kg、約600 Wh/kg、約650 Wh/kg、約700 Wh/kg，或約800 Wh/kg。
在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為約300 Wh/L至約1,500 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為至少約300 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為至多約1,500 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為約300 Wh/L至約400 Wh/L，約300 Wh/L至約500 Wh/L，約300 Wh/L至約600 Wh/L，約300 Wh/L至約700 Wh/L，約300 Wh/L至約800 Wh/L，約300 Wh/L至約900 Wh/L，約300 Wh/L至約1,000 Wh/L，約300 Wh/L至約1,100 Wh/L，約300 Wh/L至約1,200 Wh/L，約300 Wh/L至約1,300 Wh/L，約300 Wh/L至約1,500 Wh/L，約400 Wh/L至約500 Wh/L，約400 Wh/L至約600 Wh/L，約400 Wh/L至約700 Wh/L，約400 Wh/L至約800 Wh/L，約400 Wh/L至約900 Wh/L，約400 Wh/L至約1,000 Wh/L，約400 Wh/L至約1,100 Wh/L，約400 Wh/L至約1,200 Wh/L，約400 Wh/L至約1,300 Wh/L，約400 Wh/L至約1,500 Wh/L，約500 Wh/L至約600 Wh/L，約500 Wh/L至約700 Wh/L，約500 Wh/L至約800 Wh/L，約500 Wh/L至約900 Wh/L，約500 Wh/L至約1,000 Wh/L，約500 Wh/L至約1,100 Wh/L，約500 Wh/L至約1,200 Wh/L，約500 Wh/L至約1,300 Wh/L，約500 Wh/L至約1,500 Wh/L，約600 Wh/L至約700 Wh/L，約600 Wh/L至約800 Wh/L，約600 Wh/L至約900 Wh/L，約600 Wh/L至約1,000 Wh/L，約600 Wh/L至約1,100 Wh/L，約600 Wh/L至約1,200 Wh/L，約600 Wh/L至約1,300 Wh/L，約600 Wh/L至約1,500 Wh/L，約700 Wh/L至約800 Wh/L，約700 Wh/L至約900 Wh/L，約700 Wh/L至約1,000 Wh/L，約700 Wh/L至約1,100 Wh/L，約700 Wh/L至約1,200 Wh/L，約700 Wh/L至約1,300 Wh/L，約700 Wh/L至約1,500 Wh/L，約800 Wh/L至約900 Wh/L，約800 Wh/L至約1,000 Wh/L，約800 Wh/L至約1,100 Wh/L，約800 Wh/L至約1,200 Wh/L，約800 Wh/L至約1,300 Wh/L，約800 Wh/L至約1,500 Wh/L，約900 Wh/L至約1,000 Wh/L，約900 Wh/L至約1,100 Wh/L，約900 Wh/L至約1,200 Wh/L，約900 Wh/L至約1,300 Wh/L，約900 Wh/L至約1,500 Wh/L，約1,000 Wh/L至約1,100 Wh/L，約1,000 Wh/L至約1,200 Wh/L，約1,000 Wh/L至約1,300 Wh/L，約1,000 Wh/L至約1,500 Wh/L，約1,100 Wh/L至約1,200 Wh/L，約1,100 Wh/L至約1,300 Wh/L，約1,100 Wh/L至約1,500 Wh/L，約1,200 Wh/L至約1,300 Wh/L，約1,200 Wh/L至約1,500 Wh/L，或約1,300 Wh/L至約1,500 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為約300 Wh/L、約400 Wh/L、約500 Wh/L、約600 Wh/L、約700 Wh/L、約800 Wh/L、約900 Wh/L、約1,000 Wh/L、約1,100 Wh/L、約1,200 Wh/L、約1,300 Wh/L，或約1,500 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為至少約400 Wh/L、約500 Wh/L、約600 Wh/L、約700 Wh/L、約800 Wh/L、約900 Wh/L、約1,000 Wh/L、約1,100 Wh/L、約1,200 Wh/L、約1,300 Wh/L，或約1,500 Wh/L。
在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的功率密度為約75 kW/kg至約275 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的功率密度為至少約75 KW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的功率密度為至多約275 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的功率密度為約75 kW/kg至約100 kW/kg，約75 kW/kg至約125 kW/kg，約75 kW/kg至約150 kW/kg，約75 kW/kg至約175 kW/kg，約75 kW/kg至約200 kW/kg，約75 kW/kg至約225 kW/kg，約75 kW/kg至約250 kW/kg，約75 kW/kg至約275 kW/kg，約100 kW/kg至約125 kW/kg，約100 kW/kg至約150 kW/kg，約100 kW/kg至約175 kW/kg，約100 kW/kg至約200 kW/kg，約100 kW/kg至約225 kW/kg，約100 kW/kg至約250 kW/kg，約100 kW/kg至約275 kW/kg，約125 kW/kg至約150 kW/kg，約125 kW/kg至約175 kW/kg，約125 kW/kg至約200 kW/kg，約125 kW/kg至約225 kW/kg，約125 kW/kg至約250 kW/kg，約125 kW/kg至約275 kW/kg，約150 kW/kg至約175 kW/kg，約150 kW/kg至約200 kW/kg，約150 kW/kg至約225 kW/kg，約150 kW/kg至約250 kW/kg，約150 kW/kg至約275 kW/kg，約175 kW/kg至約200 kW/kg，約175 kW/kg至約225 kW/kg，約175 kW/kg至約250 kW/kg，約175 kW/kg至約275 kW/kg，約200 kW/kg至約225 kW/kg，約200 kW/kg至約250 kW/kg，約200 kW/kg至約275 kW/kg，約225 kW/kg至約250 kW/kg，約225 kW/kg至約275 kW/kg，或約250 kW/kg至約275 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的功率密度為約75 kW/kg、約100 kW/kg、約125 kW/kg、約150 kW/kg、約175 kW/kg、約200 kW/kg、約225 kW/kg、約250 kW/kg，或約275 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的功率密度為至少約100 kW/kg、約125 kW/kg、約150 kW/kg、約175 kW/kg、約200 kW/kg、約225 kW/kg、約250 kW/kg，或約275 kW/kg。
在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為約30 kW/kg至約120 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為至少約30 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為至多約120 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為約30 kW/kg至約40 kW/kg，約30 kW/kg至約50 kW/kg，約30 kW/kg至約60 kW/kg，約30 kW/kg至約70 kW/kg，約30 kW/kg至約80 kW/kg，約30 kW/kg至約90 kW/kg，約30 kW/kg至約100 kW/kg，約30 kW/kg至約110 kW/kg，約30 kW/kg至約120 kW/kg，約40 kW/kg至約50 kW/kg，約40 kW/kg至約60 kW/kg，約40 kW/kg至約70 kW/kg，約40 kW/kg至約80 kW/kg，約40 kW/kg至約90 kW/kg，約40 kW/kg至約100 kW/kg，約40 kW/kg至約110 kW/kg，約40 kW/kg至約120 kW/kg，約50 kW/kg至約60 kW/kg，約50 kW/kg至約70 kW/kg，約50 kW/kg至約80 kW/kg，約50 kW/kg至約90 kW/kg，約50 kW/kg至約100 kW/kg，約50 kW/kg至約110 kW/kg，約50 kW/kg至約120 kW/kg，約60 kW/kg至約70 kW/kg，約60 kW/kg至約80 kW/kg，約60 kW/kg至約90 kW/kg，約60 kW/kg至約100 kW/kg，約60 kW/kg至約110 kW/kg，約60 kW/kg至約120 kW/kg，約70 kW/kg至約80 kW/kg，約70 kW/kg至約90 kW/kg，約70 kW/kg至約100 kW/kg，約70 kW/kg至約110 kW/kg，約70 kW/kg至約120 kW/kg，約80 kW/kg至約90 kW/kg，約80 kW/kg至約100 kW/kg，約80 kW/kg至約110 kW/kg，約80 kW/kg至約120 kW/kg，約90 kW/kg至約100 kW/kg，約90 kW/kg至約110 kW/kg，約90 kW/kg至約120 kW/kg，約100 kW/kg至約110 kW/kg，約100 kW/kg至約120 kW/kg，或約110 kW/kg至約120 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為約30 kW/kg、約40 kW/kg、約50 kW/kg、約60 kW/kg、約70 kW/kg、約80 kW/kg、約90 kW/kg、約100 kW/kg、約110 kW/kg，或約120 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為至少約40 kW/kg、約50 kW/kg、約60 kW/kg、約70 kW/kg、約80 kW/kg、約90 kW/kg、約100 kW/kg、約110 kW/kg，或約120 kW/kg。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh至約10,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為至少約2,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為至多約10,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh至約2,500 mAh，約2,000 mAh至約3,000 mAh，約2,000 mAh至約3,500 mAh，約2,000 mAh至約4,000 mAh，約2,000 mAh至約4,500 mAh，約2,000 mAh至約5,000 mAh，約2,000 mAh至約5,500 mAh，約2,000 mAh至約6,000 mAh，約2,000 mAh至約7,000 mAh，約2,000 mAh至約8,000 mAh，約2,000 mAh至約10,000 mAh，約2,500 mAh至約3,000 mAh，約2,500 mAh至約3,500 mAh，約2,500 mAh至約4,000 mAh，約2,500 mAh至約4,500 mAh，約2,500 mAh至約5,000 mAh，約2,500 mAh至約5,500 mAh，約2,500 mAh至約6,000 mAh，約2,500 mAh至約7,000 mAh，約2,500 mAh至約8,000 mAh，約2,500 mAh至約10,000 mAh，約3,000 mAh至約3,500 mAh，約3,000 mAh至約4,000 mAh，約3,000 mAh至約4,500 mAh，約3,000 mAh至約5,000 mAh，約3,000 mAh至約5,500 mAh，約3,000 mAh至約6,000 mAh，約3,000 mAh至約7,000 mAh，約3,000 mAh至約8,000 mAh，約3,000 mAh至約10,000 mAh，約3,500 mAh至約4,000 mAh，約3,500 mAh至約4,500 mAh，約3,500 mAh至約5,000 mAh，約3,500 mAh至約5,500 mAh，約3,500 mAh至約6,000 mAh，約3,500 mAh至約7,000 mAh，約3,500 mAh至約8,000 mAh，約3,500 mAh至約10,000 mAh，約4,000 mAh至約4,500 mAh，約4,000 mAh至約5,000 mAh，約4,000 mAh至約5,500 mAh，約4,000 mAh至約6,000 mAh，約4,000 mAh至約7,000 mAh，約4,000 mAh至約8,000 mAh，約4,000 mAh至約10,000 mAh，約4,500 mAh至約5,000 mAh，約4,500 mAh至約5,500 mAh，約4,500 mAh至約6,000 mAh，約4,500 mAh至約7,000 mAh，約4,500 mAh至約8,000 mAh，約4,500 mAh至約10,000 mAh，約5,000 mAh至約5,500 mAh，約5,000 mAh至約6,000 mAh，約5,000 mAh至約7,000 mAh，約5,000 mAh至約8,000 mAh，約5,000 mAh至約10,000 mAh，約5,500 mAh至約6,000 mAh，約5,500 mAh至約7,000 mAh，約5,500 mAh至約8,000 mAh，約5,500 mAh至約10,000 mAh，約6,000 mAh至約7,000 mAh，約6,000 mAh至約8,000 mAh，約6,000 mAh至約10,000 mAh，約7,000 mAh至約8,000 mAh，約7,000 mAh至約10,000 mAh，或約8,000 mAh至約10,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh、約2,500 mAh、約3,000 mAh、約3,500 mAh、約4,000 mAh、約4,500 mAh、約5,000 mAh、約5,500 mAh、約6,000 mAh、約7,000 mAh、約8,000 mAh，或約10,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為至少約2,500 mAh、約3,000 mAh、約3,500 mAh、約4,000 mAh、約4,500 mAh、約5,000 mAh、約5,500 mAh、約6,000 mAh、約7,000 mAh、約8,000 mAh，或約10,000 mAh。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh至約8,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為至少約2,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為至多約8,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh至約2,500 mAh，約2,000 mAh至約3,000 mAh，約2,000 mAh至約3,500 mAh，約2,000 mAh至約4,000 mAh，約2,000 mAh至約4,500 mAh，約2,000 mAh至約5,000 mAh，約2,000 mAh至約5,500 mAh，約2,000 mAh至約6,000 mAh，約2,000 mAh至約7,000 mAh，約2,000 mAh至約8,000 mAh，約2,500 mAh至約3,000 mAh，約2,500 mAh至約3,500 mAh，約2,500 mAh至約4,000 mAh，約2,500 mAh至約4,500 mAh，約2,500 mAh至約5,000 mAh，約2,500 mAh至約5,500 mAh，約2,500 mAh至約6,000 mAh，約2,500 mAh至約7,000 mAh，約2,500 mAh至約8,000 mAh，約3,000 mAh至約3,500 mAh，約3,000 mAh至約4,000 mAh，約3,000 mAh至約4,500 mAh，約3,000 mAh至約5,000 mAh，約3,000 mAh至約5,500 mAh，約3,000 mAh至約6,000 mAh，約3,000 mAh至約7,000 mAh，約3,000 mAh至約8,000 mAh，約3,500 mAh至約4,000 mAh，約3,500 mAh至約4,500 mAh，約3,500 mAh至約5,000 mAh，約3,500 mAh至約5,500 mAh，約3,500 mAh至約6,000 mAh，約3,500 mAh至約7,000 mAh，約3,500 mAh至約8,000 mAh，約4,000 mAh至約4,500 mAh，約4,000 mAh至約5,000 mAh，約4,000 mAh至約5,500 mAh，約4,000 mAh至約6,000 mAh，約4,000 mAh至約7,000 mAh，約4,000 mAh至約8,000 mAh，約4,500 mAh至約5,000 mAh，約4,500 mAh至約5,500 mAh，約4,500 mAh至約6,000 mAh，約4,500 mAh至約7,000 mAh，約4,500 mAh至約8,000 mAh，約5,000 mAh至約5,500 mAh，約5,000 mAh至約6,000 mAh，約5,000 mAh至約7,000 mAh，約5,000 mAh至約8,000 mAh，約5,500 mAh至約6,000 mAh，約5,500 mAh至約7,000 mAh，約5,500 mAh至約8,000 mAh，約6,000 mAh至約7,000 mAh，約6,000 mAh至約8,000 mAh，或約7,000 mAh至約8,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh、約2,500 mAh、約3,000 mAh、約3,500 mAh、約4,000 mAh、約4,500 mAh、約5,000 mAh、約5,500 mAh、約6,000 mAh、約7,000 mAh，或約8,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為至少約2,500 mAh、約3,000 mAh、約3,500 mAh、約4,000 mAh、約4,500 mAh、約5,000 mAh、約5,500 mAh、約6,000 mAh、約7,000 mAh，或約8,000 mAh。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g至約1,000 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為至少約250 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為至多約1,000 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g至約300 mAh/g，約250 mAh/g至約350 mAh/g，約250 mAh/g至約400 mAh/g，約250 mAh/g至約450 mAh/g，約250 mAh/g至約500 mAh/g，約250 mAh/g至約550 mAh/g，約250 mAh/g至約600 mAh/g，約250 mAh/g至約650 mAh/g，約250 mAh/g至約700 mAh/g，約250 mAh/g至約800 mAh/g，約250 mAh/g至約1,000 mAh/g，約300 mAh/g至約350 mAh/g，約300 mAh/g至約400 mAh/g，約300 mAh/g至約450 mAh/g，約300 mAh/g至約500 mAh/g，約300 mAh/g至約550 mAh/g，約300 mAh/g至約600 mAh/g，約300 mAh/g至約650 mAh/g，約300 mAh/g至約700 mAh/g，約300 mAh/g至約800 mAh/g，約300 mAh/g至約1,000 mAh/g，約350mAh/g至約400 mAh/g，約350 mAh/g至約450 mAh/g，約350 mAh/g至約500 mAh/g，約350 mAh/g至約550 mAh/g，約350 mAh/g至約600 mAh/g，約350 mAh/g至約650 mAh/g，約350 mAh/g至約700 mAh/g，約350 mAh/g至約800 mAh/g，約350 mAh/g至約1,000 mAh/g，約400 mAh/g至約450 mAh/g，約400 mAh/g至約500 mAh/g，約400 mAh/g至約550 mAh/g，約400 mAh/g至約600 mAh/g，約400 mAh/g至約650 mAh/g，約400 mAh/g至約700 mAh/g，約400 mAh/g至約800 mAh/g，約400 mAh/g至約1,000 mAh/g，約450 mAh/g至約500 mAh/g，約450 mAh/g至約550 mAh/g，約450 mAh/g至約600 mAh/g，約450 mAh/g至約650 mAh/g，約450 mAh/g至約700 mAh/g，約450 mAh/g至約800 mAh/g，約450 mAh/g至約1,000 mAh/g，約500 mAh/g至約550 mAh/g，約500 mAh/g至約600 mAh/g，約500 mAh/g至約650 mAh/g，約500 mAh/g至約700 mAh/g，約500 mAh/g至約800 mAh/g，約500 mAh/g至約1,000 mAh/g，約550 mAh/g至約600 mAh/g，約550 mAh/g至約650 mAh/g，約550 mAh/g至約700 mAh/g，約550 mAh/g至約800 mAh/g，約550 mAh/g至約1,000 mAh/g，約600 mAh/g至約650 mAh/g，約600 mAh/g至約700 mAh/g，約600 mAh/g至約800 mAh/g，約600 mAh/g至約1,000 mAh/g，約650 mAh/g至約700 mAh/g，約650 mAh/g至約800 mAh/g，約650 mAh/g至約1,000 mAh/g，約700 mAh/g至約800 mAh/g，約700 mAh/g至約1,000 mAh/g，或約800 mAh/g至約1,000 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g、約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g、約650 mAh/g、約700 mAh/g、約800 mAh/g，或約1,000 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為至少約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g、約650 mAh/g、約700 mAh/g、約800 mAh/g，或約1,000 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g至約800 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為至少約250 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為至多約800 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g至約300 mAh/g，約250 mAh/g至約350 mAh/g，約250 mAh/g至約400 mAh/g，約250 mAh/g至約450 mAh/g，約250 mAh/g至約500 mAh/g，約250 mAh/g至約550 mAh/g，約250 mAh/g至約600 mAh/g，約250 mAh/g至約650 mAh/g，約250 mAh/g至約700 mAh/g，約250 mAh/g至約800 mAh/g，約300 mAh/g至約350 mAh/g，約300 mAh/g至約400 mAh/g，約300 mAh/g至約450 mAh/g，約300 mAh/g至約500 mAh/g，約300 mAh/g至約550 mAh/g，約300 mAh/g至約600 mAh/g，約300 mAh/g至約650 mAh/g，約300 mAh/g至約700 mAh/g，約300 mAh/g至約800 mAh/g，約350 mAh/g至約400 mAh/g，約350 mAh/g至約450 mAh/g，約350 mAh/g至約500 mAh/g，約350 mAh/g至約550 mAh/g，約350 mAh/g至約600 mAh/g，約350 mAh/g至約650 mAh/g，約350 mAh/g至約700 mAh/g，約350 mAh/g至約800 mAh/g，約400 mAh/g至約450 mAh/g，約400 mAh/g至約500 mAh/g，約400 mAh/g至約550 mAh/g，約400 mAh/g至約600 mAh/g，約400 mAh/g至約650 mAh/g，約400 mAh/g至約700 mAh/g，約400 mAh/g至約800 mAh/g，約450 mAh/g至約500 mAh/g，約450 mAh/g至約550 mAh/g，約450 mAh/g至約600 mAh/g，約450 mAh/g至約650 mAh/g，約450 mAh/g至約700 mAh/g，約450 mAh/g至約800 mAh/g，約500 mAh/g至約550 mAh/g，約500 mAh/g至約600 mAh/g，約500 mAh/g至約650 mAh/g，約500 mAh/g至約700 mAh/g，約500 mAh/g至約800 mAh/g，約550 mAh/g至約600 mAh/g，約550 mAh/g至約650 mAh/g，約550 mAh/g至約700 mAh/g，約550 mAh/g至約800 mAh/g，約600 mAh/g至約650 mAh/g，約600 mAh/g至約700 mAh/g，約600 mAh/g至約800 mAh/g，約650 mAh/g至約700 mAh/g，約650 mAh/g至約800 mAh/g，或約700 mAh/g至約800 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g、約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g、約650 mAh/g、約700 mAh/g，或約800 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為至少約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g、約650 mAh/g、約700 mAh/g，或約800 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為約150 mAh/g至約650 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為至少約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為至多約650 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為約150 mAh/g至約200 mAh/g，約150 mAh/g至約250 mAh/g，約150 mAh/g至約300 mAh/g，約150 mAh/g至約350 mAh/g，約150 mAh/g至約400 mAh/g，約150 mAh/g至約450 mAh/g，約150 mAh/g至約500 mAh/g，約150 mAh/g至約550 mAh/g，約150 mAh/g至約600 mAh/g，約150 mAh/g至約650 mAh/g，約200 mAh/g至約250 mAh/g，約200 mAh/g至約300 mAh/g，約200 mAh/g至約350 mAh/g，約200 mAh/g至約400 mAh/g，約200 mAh/g至約450 mAh/g，約200 mAh/g至約500 mAh/g，約200 mAh/g至約550 mAh/g，約200 mAh/g至約600 mAh/g，約200 mAh/g至約650 mAh/g，約250 mAh/g至約300 mAh/g，約250 mAh/g至約350 mAh/g，約250 mAh/g至約400 mAh/g，約250 mAh/g至約450 mAh/g，約250 mAh/g至約500 mAh/g，約250 mAh/g至約550 mAh/g，約250 mAh/g至約600 mAh/g，約250 mAh/g至約650 mAh/g，約300 mAh/g至約350 mAh/g，約300 mAh/g至約400 mAh/g，約300 mAh/g至約450 mAh/g，約300 mAh/g至約500 mAh/g，約300 mAh/g至約550 mAh/g，約300 mAh/g至約600 mAh/g，約300 mAh/g至約650 mAh/g，約350 mAh/g至約400 mAh/g，約350 mAh/g至約450 mAh/g，約350 mAh/g至約500 mAh/g，約350 mAh/g至約550 mAh/g，約350 mAh/g至約600 mAh/g，約350 mAh/g至約650 mAh/g，約400 mAh/g至約450 mAh/g，約400 mAh/g至約500 mAh/g，約400 mAh/g至約550 mAh/g，約400 mAh/g至約600 mAh/g，約400 mAh/g至約650 mAh/g，約450 mAh/g至約500 mAh/g，約450 mAh/g至約550 mAh/g，約450 mAh/g至約600 mAh/g，約450 mAh/g至約650 mAh/g，約500 mAh/g至約550 mAh/g，約500 mAh/g至約600 mAh/g，約500 mAh/g至約650 mAh/g，約550 mAh/g至約600 mAh/g，約550 mAh/g至約650 mAh/g，或約600 mAh/g至約650 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為約150 mAh/g、約200 mAh/g、約250 mAh/g、約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g，或約650 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為至少約200 mAh/g、約250 mAh/g、約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g，或約650 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為約90 mAh/g至約350 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為至少約90 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為至多約350 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約125 mAh/g，約90 mAh/g至約150 mAh/g，約90 mAh/g至約175 mAh/g，約90 mAh/g至約200 mAh/g，約90 mAh/g至約225 mAh/g，約90 mAh/g至約250 mAh/g，約90 mAh/g至約275 mAh/g，約90 mAh/g至約300 mAh/g，約90 mAh/g至約325 mAh/g，約90 mAh/g至約350 mAh/g，約100 mAh/g至約125 mAh/g，約100 mAh/g至約150 mAh/g，約100 mAh/g至約175 mAh/g，約100 mAh/g至約200 mAh/g，約100 mAh/g至約225 mAh/g，約100 mAh/g至約250 mAh/g，約100 mAh/g至約275 mAh/g，約100 mAh/g至約300 mAh/g，約100 mAh/g至約325 mAh/g，約100 mAh/g至約350 mAh/g，約125 mAh/g至約150 mAh/g，約125 mAh/g至約175 mAh/g，約125 mAh/g至約200 mAh/g，約125 mAh/g至約225 mAh/g，約125 mAh/g至約250 mAh/g，約125 mAh/g至約275 mAh/g，約125 mAh/g至約300 mAh/g，約125 mAh/g至約325 mAh/g，約125 mAh/g至約350 mAh/g，約150 mAh/g至約175 mAh/g，約150 mAh/g至約200 mAh/g，約150 mAh/g至約225 mAh/g，約150 mAh/g至約250 mAh/g，約150 mAh/g至約275 mAh/g，約150 mAh/g至約300 mAh/g，約150 mAh/g至約325 mAh/g，約150 mAh/g至約350 mAh/g，約175 mAh/g至約200 mAh/g，約175 mAh/g至約225 mAh/g，約175 mAh/g至約250 mAh/g，約175 mAh/g至約275 mAh/g，約175 mAh/g至約300 mAh/g，約175 mAh/g至約325 mAh/g，約175 mAh/g至約350 mAh/g，約200 mAh/g至約225 mAh/g，約200 mAh/g至約250 mAh/g，約200 mAh/g至約275 mAh/g，約200 mAh/g至約300 mAh/g，約200 mAh/g至約325 mAh/g，約200 mAh/g至約350 mAh/g，約225 mAh/g至約250 mAh/g，約225 mAh/g至約275 mAh/g，約225 mAh/g至約300 mAh/g，約225 mAh/g至約325 mAh/g，約225 mAh/g至約350 mAh/g，約250 mAh/g至約275 mAh/g，約250 mAh/g至約300 mAh/g，約250 mAh/g至約325 mAh/g，約250 mAh/g至約350 mAh/g，約275 mAh/g至約300 mAh/g，約275 mAh/g至約325 mAh/g，約275 mAh/g至約350 mAh/g，約300 mAh/g至約325 mAh/g，約300 mAh/g至約350 mAh/g，或約325 mAh/g至約350 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為約90 mAh/g、約100 mAh/g、約125 mAh/g、約150 mAh/g、約175 mAh/g、約200 mAh/g、約225 mAh/g、約250 mAh/g、約275 mAh/g、約300 mAh/g、約325 mAh/g，或約350 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為至少約100 mAh/g、約125 mAh/g、約150 mAh/g、約175 mAh/g、約200 mAh/g、約225 mAh/g、約250 mAh/g、約275 mAh/g、約300 mAh/g、約325 mAh/g，或約350 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為約60 mAh/g至約240 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為至少約60 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為至多約240 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約140 mAh/g，約60 mAh/g至約160 mAh/g，約60 mAh/g至約180 mAh/g，約60 mAh/g至約200 mAh/g，約60 mAh/g至約220 mAh/g，約60 mAh/g至約240 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約140 mAh/g，約80 mAh/g至約160 mAh/g，約80 mAh/g至約180 mAh/g，約80 mAh/g至約200 mAh/g，約80 mAh/g至約220 mAh/g，約80 mAh/g至約240 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約140 mAh/g，約100 mAh/g至約160 mAh/g，約100 mAh/g至約180 mAh/g，約100 mAh/g至約200 mAh/g，約100 mAh/g至約220 mAh/g，約100 mAh/g至約240 mAh/g，約120 mAh/g至約140 mAh/g，約120 mAh/g至約160 mAh/g，約120 mAh/g至約180 mAh/g，約120 mAh/g至約200 mAh/g，約120 mAh/g至約220 mAh/g，約120 mAh/g至約240 mAh/g，約140 mAh/g至約160 mAh/g，約140 mAh/g至約180 mAh/g，約140 mAh/g至約200 mAh/g，約140 mAh/g至約220 mAh/g，約140 mAh/g至約240 mAh/g，約160 mAh/g至約180 mAh/g，約160 mAh/g至約200 mAh/g，約160 mAh/g至約220 mAh/g，約160 mAh/g至約240 mAh/g，約180 mAh/g至約200 mAh/g，約180 mAh/g至約220 mAh/g，約180 mAh/g至約240 mAh/g，約200 mAh/g至約220 mAh/g，約200 mAh/g至約240 mAh/g，或約220 mAh/g至約240 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為約60 mAh/g、約80 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約140 mAh/g、約160 mAh/g、約180 mAh/g、約200 mAh/g、約220 mAh/g，或約240 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為至少約80 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約140 mAh/g、約160 mAh/g、約180 mAh/g、約200 mAh/g、約220 mAh/g，或約240 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為約45 mAh/g至約180 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為至少約45 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為至多約180 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為約45 mAh/g至約50 mAh/g，約45 mAh/g至約60 mAh/g，約45 mAh/g至約70 mAh/g，約45 mAh/g至約80 mAh/g，約45 mAh/g至約100 mAh/g，約45 mAh/g至約120 mAh/g，約45 mAh/g至約130 mAh/g，約45 mAh/g至約140 mAh/g，約45 mAh/g至約150 mAh/g，約45 mAh/g至約160 mAh/g，約45 mAh/g至約180 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約130 mAh/g，約50 mAh/g至約140 mAh/g，約50 mAh/g至約150 mAh/g，約50 mAh/g至約160 mAh/g，約50 mAh/g至約180 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約130 mAh/g，約60 mAh/g至約140 mAh/g，約60 mAh/g至約150 mAh/g，約60 mAh/g至約160 mAh/g，約60 mAh/g至約180 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約130 mAh/g，約70 mAh/g至約140 mAh/g，約70 mAh/g至約150 mAh/g，約70 mAh/g至約160 mAh/g，約70 mAh/g至約180 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約130 mAh/g，約80 mAh/g至約140 mAh/g，約80 mAh/g至約150 mAh/g，約80 mAh/g至約160 mAh/g，約80 mAh/g至約180 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約130 mAh/g，約100 mAh/g至約140 mAh/g，約100 mAh/g至約150 mAh/g，約100 mAh/g至約160 mAh/g，約100 mAh/g至約180 mAh/g，約120 mAh/g至約130 mAh/g，約120 mAh/g至約140 mAh/g，約120 mAh/g至約150 mAh/g，約120 mAh/g至約160 mAh/g，約120 mAh/g至約180 mAh/g，約130 mAh/g至約140 mAh/g，約130 mAh/g至約150 mAh/g，約130 mAh/g至約160 mAh/g，約130 mAh/g至約180 mAh/g，約140 mAh/g至約150 mAh/g，約140 mAh/g至約160 mAh/g，約140 mAh/g至約180 mAh/g，約150 mAh/g至約160 mAh/g，約150 mAh/g至約180 mAh/g，或約160 mAh/g至約180 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為約45 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約130 mAh/g、約140 mAh/g、約150 mAh/g、約160 mAh/g，或約180 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為至少約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約130 mAh/g、約140 mAh/g、約150 mAh/g、約160 mAh/g，或約180 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為約35 mAh/g至約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為至少約35 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為至多約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為約35 mAh/g至約40 mAh/g，約35 mAh/g至約50 mAh/g，約35 mAh/g至約60 mAh/g，約35 mAh/g至約70 mAh/g，約35 mAh/g至約80 mAh/g，約35 mAh/g至約90 mAh/g，約35 mAh/g至約100 mAh/g，約35 mAh/g至約120 mAh/g，約35 mAh/g至約130 mAh/g，約35 mAh/g至約140 mAh/g，約35 mAh/g至約150 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約130 mAh/g，約40 mAh/g至約140 mAh/g，約40 mAh/g至約150 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約130 mAh/g，約50 mAh/g至約140 mAh/g，約50 mAh/g至約150 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約130 mAh/g，約60 mAh/g至約140 mAh/g，約60 mAh/g至約150 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約130 mAh/g，約70 mAh/g至約140 mAh/g，約70 mAh/g至約150 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約130 mAh/g，約80 mAh/g至約140 mAh/g，約80 mAh/g至約150 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約130 mAh/g，約90 mAh/g至約140 mAh/g，約90 mAh/g至約150 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約130 mAh/g，約100 mAh/g至約140 mAh/g，約100 mAh/g至約150 mAh/g，約120 mAh/g至約130 mAh/g，約120 mAh/g至約140 mAh/g，約120 mAh/g至約150 mAh/g，約130 mAh/g至約140 mAh/g，約130 mAh/g至約150 mAh/g，或約140 mAh/g至約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為約35 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約130 mAh/g、約140 mAh/g，或約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約130 mAh/g、約140 mAh/g，或約150 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為約5 mAh/g至約1,600 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為至少約5 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為至多約1,600 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為約5 mAh/g至約10 mAh/g，約5 mAh/g至約20 mAh/g，約5 mAh/g至約50 mAh/g，約5 mAh/g至約100 mAh/g，約5 mAh/g至約200 mAh/g，約5 mAh/g至約500 mAh/g，約5 mAh/g至約1,000 mAh/g，約5 mAh/g至約1,200 mAh/g，約5 mAh/g至約1,600 mAh/g，約10 mAh/g至約20 mAh/g，約10 mAh/g至約50 mAh/g，約10 mAh/g至約100 mAh/g，約10 mAh/g至約200 mAh/g，約10 mAh/g至約500 mAh/g，約10 mAh/g至約1,000 mAh/g，約10 mAh/g至約1,200 mAh/g，約10 mAh/g至約1,600 mAh/g，約20 mAh/g至約50 mAh/g，約20 mAh/g至約100 mAh/g，約20 mAh/g至約200 mAh/g，約20 mAh/g至約500 mAh/g，約20 mAh/g至約1,000 mAh/g，約20 mAh/g至約1,200 mAh/g，約20 mAh/g至約1,600 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約200 mAh/g，約50 mAh/g至約500 mAh/g，約50 mAh/g至約1,000 mAh/g，約50 mAh/g至約1,200 mAh/g，約50 mAh/g至約1,600 mAh/g，約100 mAh/g至約200 mAh/g，約100 mAh/g至約500 mAh/g，約100 mAh/g至約1,000 mAh/g，約100 mAh/g至約1,200 mAh/g，約100 mAh/g至約1,600 mAh/g，約200 mAh/g至約500 mAh/g，約200 mAh/g至約1,000 mAh/g，約200 mAh/g至約1,200 mAh/g，約200 mAh/g至約1,600 mAh/g，約500 mAh/g至約1,000 mAh/g，約500 mAh/g至約1,200 mAh/g，約500 mAh/g至約1,600 mAh/g，約1,000 mAh/g至約1,200 mAh/g，約1,000 mAh/g至約1,600 mAh/g，或約1,200mAh/g至約1,600 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為約5 mAh/g、約10 mAh/g、約20 mAh/g、約50 mAh/g、約100 mAh/g、約200 mAh/g、約500 mAh/g、約1,000 mAh/g、約1,200 mAh/g，或約1,600 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為至少約10 mAh/g、約20 mAh/g、約50 mAh/g、約100 mAh/g、約200 mAh/g、約500 mAh/g、約1,000 mAh/g、約1,200 mAh/g，或約1,600 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為約1.5秒至約3,000秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為至少約1.5秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為至多約3,000秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為約1.5秒至約2秒，約1.5秒至約5秒，約1.5秒至約10秒，約1.5秒至約20秒，約1.5秒至約50秒，約1.5秒至約100秒，約1.5秒至約200秒，約1.5秒至約500秒，約1.5秒至約1,000秒，約1.5秒至約2,000秒，約1.5秒至約3,000秒，約2秒至約5秒，約2秒至約10秒，約2秒至約20秒，約2秒至約50秒，約2秒至約100秒，約2秒至約200秒，約2秒至約500秒，約2秒至約1,000秒，約2秒至約2,000秒，約2秒至約3,000秒，約5秒至約10秒，約5秒至約20秒，約5秒至約50秒，約5秒至約100秒，約5秒至約200秒，約5秒至約500秒，約5秒至約1,000秒，約5秒至約2,000秒，約5秒至約3,000秒，約10秒至約20秒，約10秒至約50秒，約10秒至約100秒，約10秒至約200秒，約10秒至約500秒，約10秒至約1,000秒，約10秒至約2,000秒，約10秒至約3,000秒，約20秒至約50秒，約20秒至約100秒，約20秒至約200秒，約20秒至約500秒，約20秒至約1,000秒，約20秒至約2,000秒，約20秒至約3,000秒，約50秒至約100秒，約50秒至約200秒，約50秒至約500秒，約50秒至約1,000秒，約50秒至約2,000秒，約50秒至約3,000秒，約100秒至約200秒，約100秒至約500秒，約100秒至約1,000秒，約100秒至約2,000秒，約100秒至約3,000秒，約200秒至約500秒，約200秒至約1,000秒，約200秒至約2,000秒，約200秒至約3,000秒，約500秒至約1,000秒，約500秒至約2,000秒，約500秒至約3,000秒，約1,000秒至約2,000秒，約1,000秒至約3,000秒，或約2,000秒至約3,000秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為約1.5秒、約2秒、約5秒、約10秒、約20秒、約50秒、約100秒、約200秒、約500秒、約1,000秒、約2,000秒，或約3,000秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為至多約1.5秒、約2秒、約5秒、約10秒、約20秒、約50秒、約100秒、約200秒、約500秒、約1,000秒、約2,000秒，或約3,000秒。
在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為約2毫歐至約10毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為至少約2毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為至多約10毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為約2毫歐至約2.5毫歐，約2毫歐至約3毫歐，約2毫歐至約3.5毫歐，約2毫歐至約4毫歐，約2毫歐至約4.5毫歐，約2毫歐至約5毫歐，約2毫歐至約6毫歐，約2毫歐至約7毫歐，約2毫歐至約8毫歐，約2毫歐至約10毫歐，約2.5毫歐至約3毫歐，約2.5毫歐至約3.5毫歐，約2.5毫歐至約4毫歐，約2.5毫歐至約4.5毫歐，約2.5毫歐至約5毫歐，約2.5毫歐至約6毫歐，約2.5毫歐至約7毫歐，約2.5毫歐至約8毫歐，約2.5毫歐至約10毫歐，約3毫歐至約3.5毫歐，約3毫歐至約4毫歐，約3毫歐至約4.5毫歐，約3毫歐至約5毫歐，約3毫歐至約6毫歐，約3毫歐至約7毫歐，約3毫歐至約8毫歐，約3毫歐至約10毫歐，約3.5毫歐至約4毫歐，約3.5毫歐至約4.5毫歐，約3.5毫歐至約5毫歐，約3.5毫歐至約6毫歐，約3.5毫歐至約7毫歐，約3.5毫歐至約8毫歐，約3.5毫歐至約10毫歐，約4毫歐至約4.5毫歐，約4毫歐至約5毫歐，約4毫歐至約6毫歐，約4毫歐至約7毫歐，約4毫歐至約8毫歐，約4毫歐至約10毫歐，約4.5毫歐至約5毫歐，約4.5毫歐至約6毫歐，約4.5毫歐至約7毫歐，約4.5毫歐至約8毫歐，約4.5毫歐至約10毫歐，約5毫歐至約6毫歐，約5毫歐至約7毫歐，約5毫歐至約8毫歐，約5毫歐至約10毫歐，約6毫歐至約7毫歐，約6毫歐至約8毫歐，約6毫歐至約10毫歐，約7毫歐至約8毫歐，約7毫歐至約10毫歐，或約8毫歐至約10毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為約2毫歐、約2.5毫歐、約3毫歐、約3.5毫歐、約4毫歐、約4.5毫歐、約5毫歐、約6毫歐、約7毫歐、約8毫歐，或約10毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為至多約2毫歐、約2.5毫歐、約3毫歐、約3.5毫歐、約4毫歐、約4.5毫歐、約5毫歐、約6毫歐、約7毫歐，或約8毫歐。
在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為約500個循環至約10,000個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為至少約500個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為至多約10,000個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為約500個循環至約600個循環，約500個循環至約700個循環，約500個循環至約800個循環，約500個循環至約1,000個循環，約500個循環至約2,000個循環，約500個循環至約3,000個循環，約500個循環至約5,000個循環，約500個循環至約6,000個循環，約500個循環至約7,000個循環，約500個循環至約8,000個循環，約500個循環至約10,000個循環，約600個循環至約700個循環，約600個循環至約800個循環，約600個循環至約1,000個循環，約600個循環至約2,000個循環，約600個循環至約3,000個循環，約600個循環至約5,000個循環，約600個循環至約6,000個循環，約600個循環至約7,000個循環，約600個循環至約8,000個循環，約600個循環至約10,000個循環，約700個循環至約800個循環，約700個循環至約1,000個循環，約700個循環至約2,000個循環，約700個循環至約3,000個循環，約700個循環至約5,000個循環，約700個循環至約6,000個循環，約700個循環至約7,000個循環，約700個循環至約8,000個循環，約700個循環至約10,000個循環，約800個循環至約1,000個循環，約800個循環至約2,000個循環，約800個循環至約3,000個循環，約800個循環至約5,000個循環，約800個循環至約6,000個循環，約800個循環至約7,000個循環，約800個循環至約8,000個循環，約800個循環至約10,000個循環，約1,000個循環至約2,000個循環，約1,000個循環至約3,000個循環，約1,000個循環至約5,000個循環，約1,000個循環至約6,000個循環，約1,000個循環至約7,000個循環，約1,000個循環至約8,000個循環，約1,000個循環至約10,000個循環，約2,000個循環至約3,000個循環，約2,000個循環至約5,000個循環，約2,000個循環至約6,000個循環，約2,000個循環至約7,000個循環，約2,000個循環至約8,000個循環，約2,000個循環至約10,000個循環，約3,000個循環至約5,000個循環，約3,000個循環至約6,000個循環，約3,000個循環至約7,000個循環，約3,000個循環至約8,000個循環，約3,000個循環至約10,000個循環，約5,000個循環至約6,000個循環，約5,000個循環至約7,000個循環，約5,000個循環至約8,000個循環，約5,000個循環至約10,000個循環，約6,000個循環至約7,000個循環，約6,000個循環至約8,000個循環，約6,000個循環至約10,000個循環，約7,000個循環至約8,000個循環，約7,000個循環至約10,000循環，或約8,000個循環至約10,000個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為約500個循環、約600個循環、約700個循環、約800個循環、約1,000個循環、約2,000個循環、約3,000個循環、約5,000個循環、約6,000個循環、約7,000個循環、約8,000個循環，或約10,000個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為至少約600個循環、約700個循環、約800個循環、約1,000個循環、約2,000個循環、約3,000個循環、約5,000個循環、約6,000個循環、約7,000個循環、約8,000個循環，或約10,000個循環。
在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小約10%至約30%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小至少約10%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小至多約30%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小約10%至約12%，約10%至約14%，約10%至約16%，約10%至約18%，約10%至約20%，約10%至約22%，約10%至約24%，約10%至約26%，約10%至約28%，約10%至約30%，約12%至約14%，約12%至約16%，約12%至約18%，約12%至約20%，約12%至約22%，約12%至約24%，約12%至約26%，約12%至約28%，約12%至約30%，約14%至約16%，約14%至約18%，約14%至約20%，約14%至約22%，約14%至約24%，約14%至約26%，約14%至約28%，約14%至約30%，約16%至約18%，約16%至約20%，約16%至約22%，約16%至約24%，約16%至約26%，約16%至約28%，約16%至約30%，約18%至約20%，約18%至約22%，約18%至約24%，約18%至約26%，約18%至約28%，約18%至約30%，約20%至約22%，約20%至約24%，約20%至約26%，約20%至約28%，約20%至約30%，約22%至約24%，約22%至約26%，約22%至約28%，約22%至約30%，約24%至約26%，約24%至約28%，約24%至約30%，約26%至約28%，約26%至約30%，或約28%至約30%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約22%、約24%、約26%、約28%，或約30%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小至多約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約22%、約24%、約26%，或約28%。
在一些實施例中，能量儲存裝置並非鋰離子電池、鋰離子電容器、鹼性超級電容器、鎳-鎘電池、鎳-金屬氫化物電池、鉛酸電池，或鎳-鋅電池。
本文中提供之第四態樣為形成電極之方法，該方法包括：形成溶液；攪拌溶液；加熱溶液；冷卻溶液；在溶劑中沖洗溶液；及冷凍乾燥溶液。
在一些實施例中，溶液包括還原劑、潮解物，及碳基分散液。在一些實施例中，還原劑包括尿素、檸檬酸、抗壞血酸、肼水合物、氫醌、硼氫化鈉、溴化氫、碘化氫，或其任何組合。在一些實施例中，強鹼包括尿素。在一些實施例中，強鹼包括氫醌。在一些實施例中，強鹼包括抗壞血酸。
在一些實施例中，潮解物包括鹽。在一些實施例中，鹽包括檸檬酸鹽、氯鹽、硝酸鹽，或其任何組合。在一些實施例中，檸檬酸鹽包括檸檬酸鋅(III)、檸檬酸鋅(III)六水合物、檸檬酸鐵(III)、檸檬酸鐵(III)六水合物，或其任何組合。在一些實施例中，氯鹽包括氯化鋅(III)、硝酸鋅(III)六水合物、氯化鐵(III)、氯化鐵(III)六水合物，或其任何組合。在一些實施例中，硝酸鹽包括硝酸鋅(III)、硝酸鋅(III)六水合物、硝酸鐵(III)、硝酸鐵(III)六水合物，或其任何組合。在一些實施例中，潮解物包括硝酸鋅(III)六水合物。在一些實施例中，潮解物包括硝酸鐵(III)。在一些實施例中，潮解物包括硝酸鋅(II)六水合物。
在一些實施例中，碳基分散液包括碳基發泡體、碳基氣凝膠、碳基水凝膠、碳基離子凝膠、碳基奈米薄片、碳奈米管、碳奈米薄片、碳布，或其任何組合。在一些實施例中，碳基分散液包括石墨烯、氧化石墨烯、石墨、活性碳、碳黑，或其任何組合。在一些實施例中，碳基分散液包括碳奈米管。在一些實施例中，碳基分散液包括氧化石墨烯。在一些實施例中，碳基分散液包括活性碳。
在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為約30%至約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為至少約30%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為至多約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為約30%至約35%，約30%至約40%，約30%至約45%，約30%至約50%，約30%至約55%，約30%至約60%，約30%至約65%，約30%至約70%，約30%至約75%，約30%至約80%，約30%至約90%，約35%至約40%，約35%至約45%，約35%至約50%，約35%至約55%，約35%至約60%，約35%至約65%，約35%至約70%，約35%至約75%，約35%至約80%，約35%至約90%，約40%至約45%，約40%至約50%，約40%至約55%，約40%至約60%，約40%至約65%，約40%至約70%，約40%至約75%，約40%至約80%，約40%至約90%，約45%至約50%，約45%至約55%，約45%至約60%，約45%至約65%，約45%至約70%，約45%至約75%，約45%至約80%，約45%至約90%，約50%至約55%，約50%至約60%，約50%至約65%，約50%至約70%，約50%至約75%，約50%至約80%，約50%至約90%，約55%至約60%，約55%至約65%，約55%至約70%，約55%至約75%，約55%至約80%，約55%至約90%，約60%至約65%，約60%至約70%，約60%至約75%，約60%至約80%，約60%至約90%，約65%至約70%，約65%至約75%，約65%至約80%，約65%至約90%，約70%至約75%，約70%至約80%，約70%至約90%，約75%至約80%，約75%至約90%，或約80%至約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%或約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為至少約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%或約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為至多約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%或約80%。
在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為約5%至約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為至少約5%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為至多約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為約5%至約6%，約5%至約8%，約5%至約10%，約5%至約12%，約5%至約14%，約5%至約16%，約5%至約18%，約5%至約20%，約5%至約25%，約5%至約30%，約6%至約8%，約6%至約10%，約6%至約12%，約6%至約14%，約6%至約16%，約6%至約18%，約6%至約20%，約6%至約25%，約6%至約30%，約8%至約10%，約8%至約12%，約8%至約14%，約8%至約16%，約8%至約18%，約8%至約20%，約8%至約25%，約8%至約30%，約10%至約12%，約10%至約14%，約10%至約16%，約10%至約18%，約10%至約20%，約10%至約25%，約10%至約30%，約12%至約14%，約12%至約16%，約12%至約18%，約12%至約20%，約12%至約25%，約12%至約30%，約14%至約16%，約14%至約18%，約14%至約20%，約14%至約25%，約14%至約30%，約16%至約18%，約16%至約20%，約16%至約25%，約16%至約30%，約18%至約20%，約18%至約25%，約18%至約30%，約20%至約25%，約20%至約30%，或約25%至約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為約5%、約6%、約8%、約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約25%或約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為至少約6%、約8%、約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約25%或約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為至多約5%、約6%、約8%、約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%或約25%。
在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為約10%至約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為至少約10%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為至多約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為約10%至約12%，約10%至約14%，約10%至約16%，約10%至約18%，約10%至約20%，約10%至約24%，約10%至約28%，約10%至約32%，約10%至約34%，約10%至約40%，約12%至約14%，約12%至約16%，約12%至約18%，約12%至約20%，約12%至約24%，約12%至約28%，約12%至約32%，約12%至約34%，約12%至約40%，約14%至約16%，約14%至約18%，約14%至約20%，約14%至約24%，約14%至約28%，約14%至約32%，約14%至約34%，約14%至約40%，約16%至約18%，約16%至約20%，約16%至約24%，約16%至約28%，約16%至約32%，約16%至約34%，約16%至約40%，約18%至約20%，約18%至約24%，約18%至約28%，約18%至約32%，約18%至約34%，約18%至約40%，約20%至約24%，約20%至約28%，約20%至約32%，約20%至約34%，約20%至約40%，約24%至約28%，約24%至約32%，約24%至約34%，約24%至約40%，約28%至約32%，約28%至約34%，約28%至約40%，約32%至約34%，約32%至約40%，或約34%至約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約24%、約28%、約32%、約34%或約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為至少約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約24%、約28%、約32%、約34%或約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為至多約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約24%、約28%、約32%或約34%。
在一些實施例中，攪拌溶液持續約10分鐘至約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至少約10分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至多約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續約10分鐘至約15分鐘，約10分鐘至約20分鐘，約10分鐘至約25分鐘，約10分鐘至約30分鐘，約10分鐘至約35分鐘，約10分鐘至約40分鐘，約10分鐘至約45分鐘，約10分鐘至約50分鐘，約10分鐘至約55分鐘，約10分鐘至約60分鐘，約15分鐘至約20分鐘，約15分鐘至約25分鐘，約15分鐘至約30分鐘，約15分鐘至約35分鐘，約15分鐘至約40分鐘，約15分鐘至約45分鐘，約15分鐘至約50分鐘，約15分鐘至約55分鐘，約15分鐘至約60分鐘，約20分鐘至約25分鐘，約20分鐘至約30分鐘，約20分鐘至約35分鐘，約20分鐘至約40分鐘，約20分鐘至約45分鐘，約20分鐘至約50分鐘，約20分鐘至約55分鐘，約20分鐘至約60分鐘，約25分鐘至約30分鐘，約25分鐘至約35分鐘，約25分鐘至約40分鐘，約25分鐘至約45分鐘，約25分鐘至約50分鐘，約25分鐘至約55分鐘，約25分鐘至約60分鐘，約30分鐘至約35分鐘，約30分鐘至約40分鐘，約30分鐘至約45分鐘，約30分鐘至約50分鐘，約30分鐘至約55分鐘，約30分鐘至約60分鐘，約35分鐘至約40分鐘，約35分鐘至約45分鐘，約35分鐘至約50分鐘，約35分鐘至約55分鐘，約35分鐘至約60分鐘，約40分鐘至約45分鐘，約40分鐘至約50分鐘，約40分鐘至約55分鐘，約40分鐘至約60分鐘，約45分鐘至約50分鐘，約45分鐘至約55分鐘，約45分鐘至約60分鐘，約50分鐘至約55分鐘，約50分鐘至約60分鐘，或約55分鐘至約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續約10分鐘、約15分鐘、約20分鐘、約25分鐘、約30分鐘、約35分鐘、約40分鐘、約45分鐘、約50分鐘、約55分鐘，或約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至少約15分鐘、約20分鐘、約25分鐘、約30分鐘、約35分鐘、約40分鐘、約45分鐘、約50分鐘、約55分鐘，或約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至多約10分鐘、約15分鐘、約20分鐘、約25分鐘、約30分鐘、約35分鐘、約40分鐘、約45分鐘、約50分鐘，或約55分鐘之時間段。
在一些實施例中，藉由高壓釜、爐子、火、本生燈、熱交換器、微波或其任何組合來加熱溶液。
在一些實施例中，在約80℃至約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在至少約80℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在至多約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在約80℃至約100℃，約80℃至約120℃，約80℃至約140℃，約80℃至約160℃，約80℃至約180℃，約80℃至約200℃，約80℃至約240℃，約80℃至約280℃，約80℃至約320℃，約80℃至約360℃，約100℃至約120℃，約100℃至約140℃，約100℃至約160℃，約100℃至約180℃，約100℃至約200℃，約100℃至約240℃，約100℃至約280℃，約100℃至約320℃，約100℃至約360℃，約120℃至約140℃，約120℃至約160℃，約120℃至約180℃，約120℃至約200℃，約120℃至約240℃，約120℃至約280℃，約120℃至約320℃，約120℃至約360℃，約140℃至約160℃，約140℃至約180℃，約140℃至約200℃，約140℃至約240℃，約140℃至約280℃，約140℃至約320℃，約140℃至約360℃，約160℃至約180℃，約160℃至約200℃，約160℃至約240℃，約160℃至約280℃，約160℃至約320℃，約160℃至約360℃，約180℃至約200℃，約180℃至約240℃，約180℃至約280℃，約180℃至約320℃，約180℃至約360℃，約200℃至約240℃，約200℃至約280℃，約200℃至約320℃，約200℃至約360℃，約240℃至約280℃，約240℃至約320℃，約240℃至約360℃，約280℃至約320℃，約280℃至約360℃，或約320℃至約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在約80℃、約100℃、約120℃、約140℃、約160℃、約180℃、約200℃、約240℃、約280℃、約320℃，或約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在至少約100℃、約120℃、約140℃、約160℃、約180℃、約200℃、約240℃、約280℃、約320℃，或約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在至多約80℃、約100℃、約120℃、約140℃、約160℃、約180℃、約200℃、約240℃、約280℃，或約320℃之溫度下加熱溶液。
在一些實施例中，加熱溶液持續約4小時至約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續至少約4小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續至多約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續約4小時至約5小時，約4小時至約6小時，約4小時至約7小時，約4小時至約8小時，約4小時至約9小時，約4小時至約10小時，約4小時至約11小時，約4小時至約12小時，約4小時至約13小時，約4小時至約14小時，約4小時至約16小時，約5小時至約6小時，約5小時至約7小時，約5小時至約8小時，約5小時至約9小時，約5小時至約10小時，約5小時至約11小時，約5小時至約12小時，約5小時至約13小時，約5小時至約14小時，約5小時至約16小時，約6小時至約7小時，約6小時至約8小時，約6小時至約9小時，約6小時至約10小時，約6小時至約11小時，約6小時至約12小時，約6小時至約13小時，約6小時至約14小時，約6小時至約16小時，約7小時至約8小時，約7小時至約9小時，約7小時至約10小時，約7小時至約11小時，約7小時至約12小時，約7小時至約13小時，約7小時至約14小時，約7小時至約16小時，約8小時至約9小時，約8小時至約10小時，約8小時至約11小時，約8小時至約12小時，約8小時至約13小時，約8小時至約14小時，約8小時至約16小時，約9小時至約10小時，約9小時至約11小時，約9小時至約12小時，約9小時至約13小時，約9小時至約14小時，約9小時至約16小時，約10小時至約11小時，約10小時至約12小時，約10小時至約13小時，約10小時至約14小時，約10小時至約16小時，約11小時至約12小時，約11小時至約13小時，約11小時至約14小時，約11小時至約16小時，約12小時至約13小時，約12小時至約14小時，約12小時至約16小時，約13小時至約14小時，約13小時至約16小時，或約14小時至約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續約4小時、約5小時、約6小時、約7小時、約8小時、約9小時、約10小時、約11小時、約12小時、約13小時、約14小時，或約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續至少約5小時、約6小時、約7小時、約8小時、約9小時、約10小時、約11小時、約12小時、約13小時、約14小時，或約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續至多約4小時、約5小時、約6小時、約7小時、約8小時、約9小時、約10小時、約11小時、約12小時、約13小時，或約14小時之時間段。
在一些實施例中，溶劑包括去離子水、丙酮、水，或其任何組合。在一些實施例中，溶劑包括去離子水。在一些實施例中，冷凍乾燥溶液。在一些實施例中，冷凍乾燥溶液。在一些實施例中，在真空下冷凍乾燥溶液。
在一些實施例中，第一電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第一電極經組態以用作負電極。
本文中提供之第五態樣為形成電極之方法，該方法包括：藉由在酸中處理導電支架而形成第二電流收集器；在包括去離子水、丙酮、水，或其任何組合之溶劑中洗滌第二電流收集器；將氫氧化物沈積至第二電流收集器上；及將電極提供至連續電位掃描。
在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體、石墨烯氣凝膠、非晶碳發泡體、薄層石墨發泡體、碳奈米管、碳奈米薄片，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，酸包括強酸。在一些實施例中，酸包括過氯酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸、甲磺酸、對甲苯磺酸、鹽酸，或其任何組合。在一些實施例中，酸包括氫溴酸。在一些實施例中，酸包括鹽酸。
在一些實施例中，酸之濃度為約1 M至約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為至少約1 M。在一些實施例中，酸之濃度為至多約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為約1 M至約1.5 M，約1 M至約2 M，約1 M至約2.5 M，約1 M至約3 M，約1 M至約3.5 M，約1 M至約4 M，約1 M至約4.5 M，約1 M至約5 M，約1 M至約5.5 M，約1 M至約6 M，約1.5 M至約2 M，約1.5 M至約2.5 M，約1.5 M至約3 M，約1.5 M至約3.5 M，約1.5 M至約4 M，約1.5 M至約4.5 M，約1.5 M至約5 M，約1.5 M至約5.5 M，約1.5 M至約6 M，約2 M至約2.5 M，約2 M至約3 M，約2 M至約3.5 M，約2 M至約4 M，約2 M至約4.5 M，約2 M至約5 M，約2 M至約5.5 M，約2 M至約6 M，約2.5 M至約3 M，約2.5 M至約3.5 M，約2.5 M至約4 M，約2.5 M至約4.5 M，約2.5 M至約5 M，約2.5 M至約5.5 M，約2.5 M至約6 M，約3 M至約3.5 M，約3 M至約4 M，約3 M至約4.5 M，約3 M至約5 M，約3 M至約5.5 M，約3 M至約6 M，約3.5 M至約4 M，約3.5M至約4.5 M，約3.5 M至約5 M，約3.5 M至約5.5 M，約3.5 M至約6 M，約4 M至約4.5 M，約4 M至約5 M，約4 M至約5.5 M，約4 M至約6 M，約4.5 M至約5 M，約4.5 M至約5.5 M，約4.5 M至約6 M，約5 M至約5.5 M，約5 M至約6 M，或約5.5 M至約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為約1 M、約1.5 M、約2 M、約2.5 M、約3 M、約3.5 M、約4 M、約4.5 M、約5 M、約5.5 M，或約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為至少約1.5 M、約2 M、約2.5 M、約3 M、約3.5 M、約4 M、約4.5 M、約5 M、約5.5 M，或約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為至多約1 M、約1.5 M、約2 M、約2.5 M、約3 M、約3.5 M、約4 M、約4.5 M、約5 M，或約5.5 M。
在一些實施例中，處理導電發泡體持續約1分鐘至約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續至少約1分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續至多約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續約1分鐘至約2分鐘，約1分鐘至約4分鐘，約1分鐘至約6分鐘，約1分鐘至約8分鐘，約1分鐘至約10分鐘，約1分鐘至約14分鐘，約1分鐘至約18分鐘，約1分鐘至約22分鐘，約1分鐘至約26分鐘，約1分鐘至約30分鐘，約2分鐘至約4分鐘，約2分鐘至約6分鐘，約2分鐘至約8分鐘，約2分鐘至約10分鐘，約2分鐘至約14分鐘，約2分鐘至約18分鐘，約2分鐘至約22分鐘，約2分鐘至約26分鐘，約2分鐘至約30分鐘，約4分鐘至約6分鐘，約4分鐘至約8分鐘，約4分鐘至約10分鐘，約4分鐘至約14分鐘，約4分鐘至約18分鐘，約4分鐘至約22分鐘，約4分鐘至約26分鐘，約4分鐘至約30分鐘，約6分鐘至約8分鐘，約6分鐘至約10分鐘，約6分鐘至約14分鐘，約6分鐘至約18分鐘，約6分鐘至約22分鐘，約6分鐘至約26分鐘，約6分鐘至約30分鐘，約8分鐘至約10分鐘，約8分鐘至約14分鐘，約8分鐘至約18分鐘，約8分鐘至約22分鐘，約8分鐘至約26分鐘，約8分鐘至約30分鐘，約10分鐘至約14分鐘，約10分鐘至約18分鐘，約10分鐘至約22分鐘，約10分鐘至約26分鐘，約10分鐘至約30分鐘，約14分鐘至約18分鐘，約14分鐘至約22分鐘，約14分鐘至約26分鐘，約14分鐘至約30分鐘，約18分鐘至約22分鐘，約18分鐘至約26分鐘，約18分鐘至約30分鐘，約22分鐘至約26分鐘，約22分鐘至約30分鐘，或約26分鐘至約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續約1分鐘、約2分鐘、約4分鐘、約6分鐘、約8分鐘、約10分鐘、約14分鐘、約18分鐘、約22分鐘、約26分鐘，或約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續至少約2分鐘、約4分鐘、約6分鐘、約8分鐘、約10分鐘、約14分鐘、約18分鐘、約22分鐘、約26分鐘，或約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續至多約1分鐘、約2分鐘、約4分鐘、約6分鐘、約8分鐘、約10分鐘、約14分鐘、約18分鐘、約22分鐘，或約26分鐘之時間段。
在一些實施例中，在去離子水、丙酮、水，或其任何組合中洗滌導電發泡體。在一些實施例中，在去離子水中洗滌導電發泡體。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鋁、氫氧化銨、氫氧化砷、氫氧化鋇、氫氧化鈹、氫氧化鉍(III)、氫氧化硼、氫氧化鎘、氫氧化鈣、氫氧化鈰(III)、氫氧化銫、氫氧化鉻(II)、氫氧化鉻(III)、氫氧化鉻(V)、氫氧化鉻(VI)、氫氧化鈷(II)、氫氧化鈷(III)、氫氧化銅(I)、氫氧化銅(II)、氫氧化鎵(II)、氫氧化鎵(III)、氫氧化金(I)、氫氧化金(III)、氫氧化銦(I)、氫氧化銦(II)、氫氧化銦(III)、氫氧化銥(III)、氫氧化鐵(II)、氫氧化鐵(III)、氫氧化鑭、氫氧化鉛(II)、氫氧化鉛(IV)、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氫氧化錳(II)、氫氧化錳(III)、氫氧化錳(IV)、氫氧化錳(VII)、氫氧化汞(I)、氫氧化汞(II)、氫氧化鉬、氫氧化釹、氧代氫氧化鎳、氫氧化鎳(II)、氫氧化鎳(III)、氫氧化鈮、氫氧化鋨(IV)、氫氧化鈀(II)、氫氧化鈀(IV)、氫氧化鉑(II)、氫氧化鉑(IV)、氫氧化鈈(IV)、氫氧化鉀、氫氧化鐳、氫氧化銣、氫氧化釕(III)、氫氧化鈧、氫氧化矽、氫氧化銀、氫氧化鈉、氫氧化鍶、氫氧化鉭(V)、氫氧化鎝(II)、四甲基氫氧化銨、氫氧化鉈(I)、氫氧化鉈(III)、氫氧化釷、氫氧化錫(II)、氫氧化錫(IV)、氫氧化鈦(II)、氫氧化鈦(III)、氫氧化鈦(IV)、氫氧化鎢(II)、氫氧化氧鈾、氫氧化釩(II)、氫氧化釩(III)、氫氧化釩(V)、氫氧化鐿、氫氧化釔、氫氧化鋅、氫氧化鋯或其任何組合。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈀(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈀(IV)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米片、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米粉末、氫氧化物奈米花、氫氧化物奈米點、氫氧化物奈米棒、氫氧化物奈米鏈、氫氧化物奈米纖維、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米微板、氫氧化物奈米帶、氫氧化物奈米環、氫氧化物奈米薄片，或其組合。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米薄片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米片。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(III)奈米薄片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)奈米片。
在一些實施例中，將氫氧化物沈積至第二電流收集器上包括藉由電化學沈積、電塗、電泳沈積、微波合成、光熱沈積、熱分解雷射沈積、水熱合成，或其任何組合將氫氧化物沈積至第二電流收集器上。在一些實施例中，電化學沈積包括循環伏安法。在一些實施例中，循環伏安法包括將連續電位掃描施加至第二電流收集器。在一些實施例中，將連續電位掃描施加至第二電流收集器包括在催化劑中將連續電位掃描施加至第二電流收集器。
在一些實施例中，在約-2.4 V至約-0.3 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至少約-2.4 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至多約-0.3 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在約-0.3 V至約-0.5 V，約-0.3 V至約-0.9 V，約-0.3 V至約-1.1 V，約-0.3 V至約-1.3 V，約-0.3 V至約-1.5 V，約-0.3 V至約-1.7 V，約-0.3 V至約-1.9 V，約-0.3 V至約-2.1 V，約-0.3 V至約-2.3 V，約-0.3 V至約-2.4 V，約-0.5 V至約-0.9 V，約-0.5 V至約-1.1 V，約-0.5 V至約-1.3 V，約-0.5 V至約-1.5 V，約-0.5 V至約-1.7 V，約-0.5 V至約-1.9 V，約-0.5 V至約-2.1 V，約-0.5 V至約-2.3 V，約-0.5 V至約-2.4 V，約-0.9 V至約-1.1 V，約-0.9 V至約-1.3 V，約-0.9 V至約-1.5 V，約-0.9 V至約-1.7 V，約-0.9 V至約-1.9 V，約-0.9 V至約-2.1 V，約-0.9 V至約-2.3 V，約-0.9 V至約-2.4 V，約-1.1 V至約-1.3 V，約-1.1 V至約-1.5 V，約-1.1 V至約-1.7 V，約-1.1 V至約-1.9 V，約-1.1 V至約-2.1 V，約-1.1 V至約-2.3 V，約-1.1 V至約-2.4 V，約-1.3 V至約-1.5 V，約-1.3 V至約-1.7 V，約-1.3 V至約-1.9 V，約-1.3 V至約-2.1 V，約-1.3 V至約-2.3 V，約-1.3 V至約-2.4 V，約-1.5 V至約-1.7 V，約-1.5 V至約-1.9 V，約-1.5 V至約-2.1 V，約-1.5 V至約-2.3 V，約-1.5 V至約-2.4 V，約-1.7 V至約-1.9 V，約-1.7 V至約-2.1 V，約-1.7 V至約-2.3 V，約-1.7 V至約-2.4 V，約-1.9 V至約-2.1 V，約-1.9 V至約-2.3 V，約-1.9 V至約-2.4 V，約-2.1 V至約-2.3 V，約-2.1 V至約-2.4 V，或約-2.3 V至約-2.4 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至第二電流收集器之約-0.3 V、約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V、約-2.3 V，或約-2.4 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至第二電流收集器之至少約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V、約-2.3 V，或約-2.4 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至第二電流收集器之至多約-0.3 V、約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V，或約-2.1 V、約-2.3 V之電壓下執行連續電位掃描。
在一些實施例中，以約50 mV/s至約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以至少約50 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以至多約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以約50 mV/s至約60 mV/s，約50 mV/s至約70 mV/s，約50 mV/s至約80 mV/s，約50 mV/s至約90 mV/s，約50 mV/s至約100 mV/s，約50 mV/s至約110 mV/s，約50 mV/s至約120 mV/s，約50 mV/s至約130 mV/s，約50 mV/s至約140 mV/s，約50 mV/s至約160 mV/s，約50 mV/s至約175 mV/s，約60 mV/s至約70 mV/s，約60 mV/s至約80 mV/s，約60 mV/s至約90 mV/s，約60 mV/s至約100 mV/s，約60 mV/s至約110 mV/s，約60 mV/s至約120 mV/s，約60 mV/s至約130 mV/s，約60 mV/s至約140 mV/s，約60 mV/s至約160 mV/s，約60 mV/s至約175 mV/s，約70 mV/s至約80 mV/s，約70 mV/s至約90 mV/s，約70 mV/s至約100 mV/s，約70 mV/s至約110 mV/s，約70 mV/s至約120 mV/s，約70 mV/s至約130 mV/s，約70 mV/s至約140 mV/s，約70 mV/s至約160 mV/s，約70 mV/s至約175 mV/s，約80 mV/s至約90 mV/s，約80 mV/s至約100 mV/s，約80 mV/s至約110 mV/s，約80 mV/s至約120 mV/s，約80 mV/s至約130 mV/s，約80 mV/s至約140 mV/s，約80 mV/s至約160 mV/s，約80 mV/s至約175 mV/s，約90 mV/s至約100 mV/s，約90 mV/s至約110 mV/s，約90 mV/s至約120 mV/s，約90 mV/s至約130 mV/s，約90 mV/s至約140 mV/s，約90 mV/s至約160 mV/s，約90 mV/s至約175 mV/s，約100 mV/s至約110 mV/s，約100 mV/s至約120 mV/s，約100 mV/s至約130 mV/s，約100 mV/s至約140 mV/s，約100 mV/s至約160 mV/s，約100 mV/s至約175 mV/s，約110 mV/s至約120 mV/s，約110 mV/s至約130 mV/s，約110 mV/s至約140 mV/s，約110 mV/s至約160 mV/s，約110 mV/s至約175 mV/s，約120 mV/s至約130 mV/s，約120 mV/s至約140 mV/s，約120 mV/s至約160 mV/s，約120 mV/s至約175 mV/s，約130 mV/s至約140 mV/s，約130 mV/s至約160 mV/s，約130 mV/s至約175 mV/s，約140 mV/s至約160 mV/s，約140 mV/s至約175 mV/s，或約160 mV/s至約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以約50 mV/s、約60 mV/s、約70 mV/s、約80 mV/s、約90 mV/s、約100 mV/s、約110 mV/s、約120 mV/s、約130 mV/s、約140 mV/s、約160 mV/s，或約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以至少約60 mV/s、約70 mV/s、約80 mV/s、約90 mV/s、約100 mV/s、約110 mV/s、約120 mV/s、約130 mV/s、約140 mV/s、約160 mV/s，或約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以至多約50 mV/s、約60 mV/s、約70 mV/s、約80 mV/s、約90 mV/s、約100 mV/s、約110 mV/s、約120 mV/s、約130 mV/s、約140 mV/s，或約160 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。
在一些實施例中，連續電位掃描包括以約50 mV/s至約175 mV/s之掃描速率將約-0.3 V至約-2.4 V之電壓施加至電極。
在一些實施例中，催化劑包括醋酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳(II)銨六水合物、碳酸鎳、醋酸鎳(II)、醋酸鎳(II)四水合物、2-甲氧乙基溴化鎳(II)、溴化鎳(II)、溴化鎳(II)水合物、溴化鎳(II)三水合物、碳酸鎳(II)、鹼式碳酸鎳(II)四水合物、氯化鎳(II)、氯化鎳(II)六水合物、氯化鎳(II)水合物、環己烷丁酸鎳(II)、氟化鎳(II)、六氟矽酸鎳(II)六水合物、氫氧化鎳(II)、無水碘化鎳(II)、碘化鎳(II)、硝酸鎳(II)六水合物、草酸鎳(II)二水合物、過氯酸鎳(II)六水合物、氨基磺酸鎳(II)四水合物、硫酸鎳(II)、硫酸鎳(II)七水合物、仲過碘酸鎳(IV)鉀、四氰合鎳(II)酸鉀水合物，或其任何組合。在一些實施例中，催化劑包括碳酸鎳。在一些實施例中，催化劑包括硝酸鎳(II)。在一些實施例中，催化劑包括醋酸鎳。
在一些實施例中，催化劑之濃度為約50 mM至約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為至少約50 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為至多約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為約50 mM至約60 mM，約50 mM至約70 mM，約50 mM至約80 mM，約50 mM至約90 mM，約50 mM至約100 mM，約50 mM至約120 mM，約50 mM至約140 mM，約50 mM至約160 mM，約50 mM至約180 mM，約50 mM至約200 mM，約60 mM至約70 mM，約60 mM至約80 mM，約60 mM至約90 mM，約60 mM至約100 mM，約60 mM至約120 mM，約60 mM至約140 mM，約60 mM至約160 mM，約60 mM至約180 mM，約60 mM至約200 mM，約70 mM至約80 mM，約70 mM至約90 mM，約70 mM至約100 mM，約70 mM至約120 mM，約70 mM至約140 mM，約70 mM至約160 mM，約70 mM至約180 mM，約70 mM至約200 mM，約80 mM至約90 mM，約80 mM至約100 mM，約80 mM至約120 mM，約80 mM至約140 mM，約80 mM至約160 mM，約80 mM至約180 mM，約80 mM至約200 mM，約90 mM至約100 mM，約90 mM至約120 mM，約90 mM至約140 mM，約90 mM至約160 mM，約90 mM至約180 mM，約90 mM至約200 mM，約100 mM至約120 mM，約100 mM至約140 mM，約100 mM至約160 mM，約100 mM至約180 mM，約100 mM至約200 mM，約120 mM至約140 mM，約120 mM至約160 mM，約120 mM至約180 mM，約120 mM至約200 mM，約140 mM至約160 mM，約140 mM至約180 mM，約140 mM至約200 mM，約160 mM至約180 mM，約160 mM至約200 mM，或約180 mM至約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為約50 mM、約60 mM、約70 mM、約80 mM、約90 mM、約100 mM、約120 mM、約140 mM、約160 mM、約180 mM，或約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為至少約60 mM、約70 mM、約80 mM、約90 mM、約100 mM、約120 mM、約140 mM、約160 mM、約180 mM，或約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為至多約50 mM、約60 mM、約70 mM、約80 mM、約90 mM、約100 mM、約120 mM、約140 mM、約160 mM，或約180 mM。
在一些實施例中，電化學沈積包括將恆定電壓施加至第二電流收集器。
在一些實施例中，恆定電壓為約-2.4 V至約-0.3 V。在一些實施例中，恆定電壓為至少約-2.4 V。在一些實施例中，恆定電壓為至多約-0.3 V。在一些實施例中，恆定電壓為約-0.3 V至約-0.5 V，約-0.3 V至約-0.9 V，約-0.3 V至約-1.1 V，約-0.3 V至約-1.3 V，約-0.3 V至約-1.5 V，約-0.3 V至約-1.7 V，約-0.3 V至約-1.9 V，約-0.3 V至約-2.1 V，約-0.3 V至約-2.3 V，約-0.3 V至約-2.4 V，約-0.5 V至約-0.9 V，約-0.5 V至約-1.1 V，約-0.5 V至約-1.3 V，約-0.5 V至約-1.5 V，約-0.5 V至約-1.7 V，約-0.5 V至約-1.9 V，約-0.5 V至約-2.1 V，約-0.5 V至約-2.3 V，約-0.5 V至約-2.4 V，約-0.9 V至約-1.1 V，約-0.9 V至約-1.3 V，約-0.9 V至約-1.5 V，約-0.9 V至約-1.7 V，約-0.9 V至約-1.9 V，約-0.9 V至約-2.1 V，約-0.9 V至約-2.3 V，約-0.9 V至約-2.4 V，約-1.1 V至約-1.3 V，約-1.1 V至約-1.5 V，約-1.1 V至約-1.7 V，約-1.1 V至約-1.9 V，約-1.1 V至約-2.1 V，約-1.1 V至約-2.3 V，約-1.1 V至約-2.4 V，約-1.3 V至約-1.5 V，約-1.3 V至約-1.7 V，約-1.3 V至約-1.9 V，約-1.3 V至約-2.1 V，約-1.3 V至約-2.3 V，約-1.3 V至約-2.4 V，約-1.5 V至約-1.7 V，約-1.5 V至約-1.9 V，約-1.5 V至約-2.1 V，約-1.5 V至約-2.3 V，約-1.5 V至約-2.4 V，約-1.7 V至約-1.9 V，約-1.7 V至約-2.1 V，約-1.7 V至約-2.3 V，約-1.7 V至約-2.4 V，約-1.9 V至約-2.1 V，約-1.9 V至約-2.3 V，約-1.9 V至約-2.4 V，約-2.1 V至約-2.3 V，約-2.1 V至約-2.4 V，或約-2.3 V至約-2.4 V。在一些實施例中，恆定電壓為約-0.3 V、約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V、約-2.3 V，或約-2.4 V。在一些實施例中，恆定電壓為至少約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V、約-2.3 V，或約-2.4 V。在一些實施例中，恆定電壓為至多約-0.3 V、約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V，或約-2.3 V。
在一些實施例中，水熱合成包括將第二電流收集器浸沒在水溶液中。在一些實施例中，水溶液包括醋酸鹽、氯化物、硝酸鹽、還原劑，或其任何組合。
在一些實施例中，水溶液包括醋酸鹽。在一些實施例中，醋酸鹽包括醋酸鋁、乙醯酒石酸鋁、二醋酸鋁、硫代醋酸鋁、三醋酸鋁、醋酸銨、醋酸銻(III)、醋酸鋇、鹼式醋酸鈹、醋酸鉍(III)、醋酸鎘、醋酸銫、醋酸鈣、醋酸鎂鈣、卡莫司他、鹼式醋酸鉻、醋酸鉻(II)、克利溴胺、醋酸鈷(II)、醋酸銅(II)、戴斯-馬丁氧化劑二乙醯氧碘苯、醋酸鐵(II)、醋酸鐵(III)、醋酸鉛(II)、醋酸鉛(IV)、醋酸鋰、醋酸鎂、醋酸錳(II)、醋酸錳(III)、醋酸汞(II)、甲氧基乙基汞醋酸酯、醋酸鉬(II)、奈西利定、醋酸鎳(II)、醋酸鈀(II)、巴黎綠、醋酸鉑(II)、醋酸鉀、丙泮尼地、醋酸銠(II)、賽特鉑、醋酸銀、醋酸鈉、氯醋酸鈉、二醋酸鈉、三乙醯氧基硼氫化鈉、醋酸鉈、tilapertin、己丙酮特安皮質醇、三乙基醋酸銨、醋酸氧鈾、醋酸氧鈾鋅、白催化劑、醋酸鋅，或其任何組合。
在一些實施例中，水溶液包括氯化物。在一些實施例中，氯化物包括三氯化鋁、氯化銨、氯化鋇、氯化鋇二水合物、氯化鈣、氯化鈣二水合物、氯化鈷(II)六水合物、氯化鈷(III)、氯化銅(II)、氯化銅(II)二水合物、氯化鐵(II)、氯化鐵(III)、氯化鐵(III)六水合物、氯化鉛(II)、氯化鉛(IV)、氯化鎂、氯化鎂六水合物、氯化錳(II)四水合物、氯化錳(IV)、氯化汞(I)、氯化鎳(II)六水合物、氯化鎳(III)、五氯化磷、三氯化磷、氯化鉀、氯化銀、氯化鈉、氯化鍶、六氯化硫、氯化錫(IV)五水合物、氯化鋅，或其任何組合。
在一些實施例中，水溶液包括硝酸鹽。在一些實施例中，硝酸鹽包括硝酸鋁、硝酸鋇、硝酸鈹、硝酸鎘、硝酸鈣、硝酸銫、硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸銅、二環己基亞硝酸胺、硝酸鐠銨、硝酸衣可那唑、硝酸鐵、硝酸鎵、硝酸胍、硝酸鑭六水合物、硝酸鉛、硝酸鋰、硝酸鎂、硝酸錳、硝酸汞、硝酸亞汞、硝酸鎳、亞硝酸鎳、亞硝酸鉀、硝酸銀、硝酸鈉、硝酸鍶、硝酸鉈、硝酸氧鈾、亞硝酸鋅銨、硝酸鋅、硝酸鋯，或其任何組合。
在一些實施例中，水溶液包括還原劑。在一些實施例中，還原劑包括尿素、檸檬酸、抗壞血酸、肼水合物、氫醌、硼氫化鈉、溴化氫、碘化氫，或其任何組合。
在一些實施例中，在約150℃至約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在至少約150℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在至多約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在約150℃至約200℃，約150℃至約250℃，約150℃至約300℃，約150℃至約350℃，約150℃至約400℃，約200℃至約250℃，約200℃至約300℃，約200℃至約350℃，約200℃至約400℃，約250℃至約300℃，約250℃至約350℃，約250℃至約400℃，約300℃至約350℃，約300℃至約400℃，或約350℃至約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在約150℃、約200℃、約250℃、約300℃、約350℃，或約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在至少約200℃、約250℃、約300℃、約350℃，或約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在至多約150℃、約200℃、約250℃、約300℃，或約350℃之溫度下執行熱分解。
鋰離子電池因為其攜帶性、高能量密度及低自放電而廣泛用作電子元件中之能量儲存裝置。不幸地，當前鋰離子電池技術展現安全問題，諸如促使三星Galaxy Note 7在2016年9月召回之電池起火。另外，儘管鋰離子電池展現高能量密度，但此等裝置經常展現低功率密度，通常低於3 kW/kg，且此等能量儲存裝置之再充電時間大約為幾小時。
因此，長期以來感覺需要輕質的、結構上可撓的且展現高功率密度、高能量密度及延長之循環壽命之安全且強力的能量儲存裝置且該需要未得到滿足。另外，當前對經組態以在短時間內儲存大量能量且緩慢及可控地釋放能量以用於電子裝置中之電極及電解液材料的需要未得到滿足。
第一電極
在某些實施例中，本文中描述了包括層狀雙氫氧化物、導電支架及第一電流收集器之第一電極。
在一些實施例中，層狀雙氫氧化物包括金屬層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括鋅-鐵層狀雙氫氧化物、鋁-鐵層狀雙氫氧化物、鉻-鐵層狀雙氫氧化物、銦-鐵層狀雙氫氧化物、錳-鐵層狀雙氫氧化物，或其任何組合。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括錳-鐵層狀雙氫氧化物。
在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括鋅-鐵層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1至約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為至少約1:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為至多約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1至約1.5:1，約1:1至約2:1，約1:1至約2.5:1，約1:1至約3:1，約1:1至約3.5:1，約1:1至約4:1，約1:1至約4.5:1，約1:1至約5:1，約1:1至約5.5:1，約1:1至約6:1，約1.5:1至約2:1，約1.5:1至約2.5:1，約1.5:1至約3:1，約1.5:1至約3.5:1，約1.5:1至約4:1，約1.5:1至約4.5:1，約1.5:1至約5:1，約1.5:1至約5.5:1，約1.5:1至約6:1，約2:1至約2.5:1，約2:1至約3:1，約2:1至約3.5:1，約2:1至約4:1，約2:1至約4.5:1，約2:1至約5:1，約2:1至約5.5:1，約2:1至約6:1，約2.5:1至約3:1，約2.5:1至約3.5:1，約2.5:1至約4:1，約2.5:1至約4.5:1，約2.5:1至約5:1，約2.5:1至約5.5:1，約2.5:1至約6:1，約3:1至約3.5:1，約3:1至約4:1，約3:1至約4.5:1，約3:1至約5:1，約3:1至約5.5:1，約3:1至約6:1，約3.5:1至約4:1，約3.5:1至約4.5:1，約3.5:1至約5:1，約3.5:1至約5.5:1，約3.5:1至約6:1，約4:1至約4.5:1，約4:1至約5:1，約4:1至約5.5:1，約4:1至約6:1，約4.5:1至約5:1，約4.5:1至約5.5:1，約4.5:1至約6:1，約5:1至約5.5:1，約5:1至約6:1，或約5.5:1至約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1、約1.5:1、約2:1、約2.5:1、約3:1、約3.5:1、約4:1、約4.5:1、約5:1、約5.5:1，或約6:1。
在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體、導電氣凝膠、金屬離子凝膠、碳奈米管、碳奈米薄片、活性碳、碳布、碳黑，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括三維(3D)支架。在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、碳發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電氣凝膠。在一些實施例中，導電氣凝膠包括碳氣凝膠、石墨烯氣凝膠、石墨氣凝膠、碳氣凝膠，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括3D導電氣凝膠。在一些實施例中，3D導電氣凝膠包括3D碳氣凝膠、3D石墨烯氣凝膠、3D石墨氣凝膠、3D碳氣凝膠，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括金屬離子凝膠。在一些實施例中，金屬離子凝膠包括碳離子凝膠、石墨烯離子凝膠、石墨離子凝膠，或其任何組合。
在一些實施例中，導電支架包括金屬。在一些實施例中，金屬包括鋁、銅、碳、鐵、銀、金、鈀、鉑、銥、鉑銥合金、釕、銠、鋨、鉭、鈦、鎢、多晶矽、氧化銦錫或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電聚合物。在一些實施例中，導電聚合物包括反式聚乙炔、聚芴、聚噻吩、聚吡咯、聚苯、聚苯胺、聚對位苯基乙烯、聚芘聚薁、聚萘、聚咔唑、聚吲哚、聚氮呯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚對苯硫醚、聚乙炔、聚對位苯基乙烯，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電陶瓷。在一些實施例中，導電陶瓷包括鈦酸鋯鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鈣鎂、鈦酸鋅、鈦酸鑭、鈦酸釹、鋯酸鋇、鋯酸鈣、鈮酸鉛鎂、鈮酸鉛鋅、鈮酸鋰、錫酸鋇、錫酸鈣、矽酸鎂鋁、矽酸鎂、鉭酸鋇、二氧化鈦、氧化鈮、氧化鋯、矽石、藍寶石、氧化鈹、鈦酸鋯錫，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架由兩種或更多種材料或元素的合金組成。
在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1至約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至少約0.2:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至多約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1至約0.4:1，約0.2:1至約0.6:1，約0.2:1至約0.8:1，約0.2:1至約1:1，約0.2:1至約1.2:1，約0.2:1至約1.4:1，約0.2:1至約1.6:1，約0.2:1至約1.8:1，約0.2:1至約2:1，約0.2:1至約2.2:1，約0.2:1至約2.4:1，約0.4:1至約0.6:1，約0.4:1至約0.8:1，約0.4:1至約1:1，約0.4:1至約1.2:1，約0.4:1至約1.4:1，約0.4:1至約1.6:1，約0.4:1至約1.8:1，約0.4:1至約2:1，約0.4:1至約2.2:1，約0.4:1至約2.4:1，約0.6:1至約0.8:1，約0.6:1至約1:1，約0.6:1至約1.2:1，約0.6:1至約1.4:1，約0.6:1至約1.6:1，約0.6:1至約1.8:1，約0.6:1至約2:1，約0.6:1至約2.2:1，約0.6:1至約2.4:1，約0.8:1至約1:1，約0.8:1至約1.2:1，約0.8:1至約1.4:1，約0.8:1至約1.6:1，約0.8:1至約1.8:1，約0.8:1至約2:1，約0.8:1至約2.2:1，約0.8:1至約2.4:1，約1:1至約1.2:1，約1:1至約1.4:1，約1:1至約1.6:1，約1:1至約1.8:1，約1:1至約2:1，約1:1至約2.2:1，約1:1至約2.4:1，約1.2:1至約1.4:1，約1.2:1至約1.6:1，約1.2:1至約1.8:1，約1.2:1至約2:1，約1.2:1至約2.2:1，約1.2:1至約2.4:1，約1.4:1至約1.6:1，約1.4:1至約1.8:1，約1.4:1至約2:1，約1.4:1至約2.2:1，約1.4:1至約2.4:1，約1.6:1至約1.8:1，約1.6:1至約2:1，約1.6:1至約2.2:1，約1.6:1至約2.4:1，約1.8:1至約2:1，約1.8:1至約2.2:1，約1.8:1至約2.4:1，約2:1至約2.2:1，約2:1至約2.4:1，或約2.2:1至約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1、約0.4:1、約0.6:1、約0.8:1、約1:1、約1.2:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.8:1、約2:1、約2.2:1，或約2.4:1。
在一些實施例中，第一電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，導電發泡體為由固體金屬與充氣孔隙組成之蜂巢式結構，充氣孔隙包括發泡體之體積的大部分。在一些實施例中，導電發泡體包括孔隙經密封之封閉式發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括孔隙為開放之開放式發泡體。
在一些實施例中，氣凝膠為由凝膠衍生之合成的、多孔的、超輕材料，其中凝膠之液體成分由氣體取代以形成低密度材料。在一些實施例中，離子凝膠包括液相內之固體互連網路。在一些實施例中，離子凝膠包括固定在基質內之離子導電液體。在一些實施例中，基質為聚合物基質。
在一些實施例中，碳奈米管為碳之具有圓柱形奈米結構的同素異形體。在一些實施例中，碳奈米薄片為碳之具有二維奈米結構的同素異形體。在一些實施例中，碳奈米薄片包括石墨烯。在一些實施例中，活性碳，亦稱作活性炭，包括具有小的低體積孔隙具有高表面積之碳的形式。在一些實施例中，碳黑為具有高表面積與體積比之同結晶碳的形式。
在一些實施例中，第一電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，電流收集器為沿著電極中之活性材料提供導電路徑的導電材料網或薄片。
在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g至約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至少約500 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至多約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g至約750 F/g，約500 F/g至約1,000 F/g，約500 F/g至約1,250 F/g，約500 F/g至約1,500 F/g，約500 F/g至約1,750 F/g，約500 F/g至約2,000 F/g，約500 F/g至約2,250 F/g，約750 F/g至約1,000 F/g，約750 F/g至約1,250 F/g，約750 F/g至約1,500 F/g，約750 F/g至約1,750 F/g，約750 F/g至約2,000 F/g，約750 F/g至約2,250 F/g，約1,000 F/g至約1,250 F/g，約1,000 F/g至約1,500 F/g，約1,000 F/g至約1,750 F/g，約1,000 F/g至約2,000 F/g，約1,000 F/g至約2,250 F/g，約1,250 F/g至約1,500 F/g，約1,250 F/g至約1,750 F/g，約1,250 F/g至約2,000 F/g，約1,250 F/g至約2,250 F/g，約1,500 F/g至約1,750 F/g，約1,500 F/g至約2,000 F/g，約1,500 F/g至約2,250 F/g，約1,750 F/g至約2,000 F/g，約1,750 F/g至約2,250 F/g，或約2,000 F/g至約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g、約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g，或約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約1,150 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至少約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g，約或2,250 F/g。
在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至少約30 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至多約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g至約40 mAh/g，約30 mAh/g至約50 mAh/g，約30 mAh/g至約60 mAh/g，約30 mAh/g至約70 mAh/g，約30 mAh/g至約80 mAh/g，約30 mAh/g至約90 mAh/g，約30 mAh/g至約100 mAh/g，約30 mAh/g至約110 mAh/g，約30 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約110 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約110 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約110 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約110 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約110 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約110 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約110 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，或約110 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。
在一些實施例中，第一電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第一電極經組態以用作負電極。
圖 2A及 2B中分別示出了包括三維石墨烯氣凝膠(3DGA)之例示性電極及包括層狀雙氫氧化物之例示性電極的掃描電子顯微鏡影像。 圖 3中根據能量散佈X射線(EDS)光譜示出了包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的元素成分且定量結果在下表1中。

元素 行 Int 誤差 K Kr W% A% ZAF Pk/Bg
C Ka 216.7 4.0776 0.4072 0.1418 49.58 63.21 0.2859 150.59
N Ka 15.3 4.0776 0.0389 0.0135 11.62 12.70 0.1165 9.74
O Ka 103.0 4.0776 0.0964 0.0336 18.46 17.67 0.1819 25.73
Fe Ka 43.8 0.6048 0.0713 0.0248 3.07 0.84 0.8074 7.78
Zn Ka 46.1 0.5783 0.2049 0.0713 9.69 2.27 0.7361 10.87
表1
在一些實施例中，第一電極包括氧化石墨烯(GO)。在一些實施例中，第一電極包括3DGA。 圖 4A為表徵包括GO之例示性第一電極及包括3DGA之例示性第一電極的X射線光電子光譜(XPS)圖。在 圖 5A之C1s XPS圖中進一步表徵了包括GO之例示性第一電極。
在一些實施例中，第一電極包括Zn-Fe LDH。在一些實施例中，第一電極包括Zn-Fe LDH/3DGA。 圖 4B為表徵包括Zn-Fe層狀雙氫氧化物(LDH)之例示性第一電極及包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的XPS圖。在 圖 5B之C1s XPS圖中，在 圖 5C中之Zn2p XPS圖中，且在 圖 5D中之Fe 2p XPS圖中進一步表徵了包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極。
圖 6為包括GO、3DGA及Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的拉曼光譜。
在 圖 7之CV圖中示出了3DGA之濃度對包括3DGA、Zn-Fe LDH，及Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極在20 mV/s之掃描速率下且在3.0 M KOH電解液中之效能的影響。在 圖 7及下表2中標記為樣品I至VI之例示性Zn-Fe LDH/3DGA第一電極中的六個各自包括3:1的Zn與Fe之比，且3DGA之六個不同的濃度係自2:5至7:5。如所示，Zn-Fe與GO比為1:1之例示性Zn-Fe LDH/3DGA–IV樣品電極在例示性樣品中展現約160 mAh/g之最高容量。

樣品 Zn-Fe 與 GO 比 容量 (mAh/g)
Zn-Fe LDH/3DGA - I 2:5 99.7
Zn-Fe LDH/3DGA - II 3:5 124.2
Zn-Fe LDH/3DGA - III 4:5 148.6
Zn-Fe LDH/3DGA - IV 1:1 160.3
Zn-Fe LDH/3DGA - V 6:5 156.2
Zn-Fe LDH/3DGA - VI 7:5 131.3
表2
圖 8為包括Zn-Fe LDH之例示性第一電極及包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極在ZnO飽和之KOH溶液中在20 mV/s之掃描速率下的CV圖。 圖 9為包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極在ZnO飽和之KOH溶液中在不同掃描速率下的CV圖。
最後，在 圖 10之CV圖中示出了在不同掃描速率下包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的效能，其中鋅與鐵之質量比為1:3，且Zn-Fe與GO之質量比為1:1。另外， 圖 11示出了例示性電極之掃描速率與活性材料比容量之間的關係，其中當掃描速率自0 mV/s增大至200 mV/s時，電極維持約70%之容量保持率。
第二電極
在某些實施例中，本文中描述了包括氫氧化物及第二電流收集器之第二電極。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鋁、氫氧化銨、氫氧化砷、氫氧化鋇、氫氧化鈹、氫氧化鉍(III)、氫氧化硼、氫氧化鎘、氫氧化鈣、氫氧化鈰(III)、氫氧化銫、氫氧化鉻(II)、氫氧化鉻(III)、氫氧化鉻(V)、氫氧化鉻(VI)、氫氧化鈷(II)、氫氧化鈷(III)、氫氧化銅(I)、氫氧化銅(II)、氫氧化鎵(II)、氫氧化鎵(III)、氫氧化金(I)、氫氧化金(III)、氫氧化銦(I)、氫氧化銦(II)、氫氧化銦(III)、氫氧化銥(III)、氫氧化鐵(II)、氫氧化鐵(III)、氫氧化鑭、氫氧化鉛(II)、氫氧化鉛(IV)、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氫氧化錳(II)、氫氧化錳(III)、氫氧化錳(IV)、氫氧化錳(VII)、氫氧化汞(I)、氫氧化汞(II)、氫氧化鉬、氫氧化釹、氧代氫氧化鎳、氫氧化鎳(II)、氫氧化鎳(III)、氫氧化鈮、氫氧化鋨(IV)、氫氧化鈀(II)、氫氧化鈀(IV)、氫氧化鉑(II)、氫氧化鉑(IV)、氫氧化鈈(IV)、氫氧化鉀、氫氧化鐳、氫氧化銣、氫氧化釕(III)、氫氧化鈧、氫氧化矽、氫氧化銀、氫氧化鈉、氫氧化鍶、氫氧化鉭(V)、氫氧化鎝(II)、四甲基氫氧化銨、氫氧化鉈(I)、氫氧化鉈(III)、氫氧化釷、氫氧化錫(II)、氫氧化錫(IV)、氫氧化鈦(II)、氫氧化鈦(III)、氫氧化鈦(IV)、氫氧化鎢(II)、氫氧化氧鈾、氫氧化釩(II)、氫氧化釩(III)、氫氧化釩(V)、氫氧化鐿、氫氧化釔、氫氧化鋅、氫氧化鋯。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米片、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米粉末、氫氧化物奈米花、氫氧化物奈米點、氫氧化物奈米棒、氫氧化物奈米鏈、氫氧化物奈米纖維、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米微板、氫氧化物奈米帶、氫氧化物奈米環、氫氧化物奈米薄片，或其組合。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(III)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(III)奈米薄片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)奈米片。
在一些實施例中，氫氧化物沈積在第二電流收集器上。
在一些實施例中，第二電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g至約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至少約500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至多約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g至約750 F/g，約500 F/g至約1,000 F/g，約500 F/g至約1,250 F/g，約500 F/g至約1,500 F/g，約500 F/g至約1,750 F/g，約500 F/g至約2,000 F/g，約500 F/g至約2,250 F/g，約500 F/g至約2,500 F/g，約750 F/g至約1,000 F/g，約750 F/g至約1,250 F/g，約750 F/g至約1,500 F/g，約750 F/g至約1,750 F/g，約750 F/g至約2,000 F/g，約750 F/g至約2,250 F/g，約750 F/g至約2,500 F/g，約1,000 F/g至約1,250 F/g，約1,000 F/g至約1,500 F/g，約1,000 F/g至約1,750 F/g，約1,000 F/g至約2,000 F/g，約1,000 F/g至約2,250 F/g，約1,000 F/g至約2,500 F/g，約1,250 F/g至約1,500 F/g，約1,250 F/g至約1,750 F/g，約1,250 F/g至約2,000 F/g，約1,250 F/g至約2,250 F/g，約1,250 F/g至約2,500 F/g，約1,500 F/g至約1,750 F/g，約1,500 F/g至約2,000 F/g，約1,500 F/g至約2,250 F/g，約1,500 F/g至約2,500 F/g，約1,750 F/g至約2,000 F/g，約1,750 F/g至約2,250 F/g，約1,750 F/g至約2,500 F/g，約2,000 F/g至約2,250 F/g，約2,000 F/g至約2,500 F/g，或約2,250 F/g至約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g、約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g、約2,250 F/g，或約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至少約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g、約2,250 F/g，或約2,500 F/g。
在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至少約30 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至多約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g至約40 mAh/g，約30 mAh/g至約50 mAh/g，約30 mAh/g至約60 mAh/g，約30 mAh/g至約70 mAh/g，約30 mAh/g至約80 mAh/g，約30 mAh/g至約90 mAh/g，約30 mAh/g至約100 mAh/g，約30 mAh/g至約110 mAh/g，約30 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約110 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約110 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約110 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約110 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約110 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約110 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約110 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，或約110 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。
在一些實施例中，第二電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第二電極經組態以用作負電極。
在一些實施例中，氫氧化物包括Ni(OH) 2。根據 圖 12之CV圖示出了在不同掃描速率下，且根據 圖 13中之充電放電圖示出了在不同電流密度下包括Ni(OH) 2之例示性第二電極在3E電池及3.0 M KOH中的效能特性。如 圖 13中所見，例示性第二電極之電位與時間曲線的放電部分均勻地且逐漸地放電。
能量儲存裝置
根據 圖 1，本文中提供了包括第一電極 101、第二電極 102、分隔件 107及電解液 108之能量儲存裝置。在一些實施例中，第一電極 101包括層狀雙氫氧化物 104、導電支架 105及第一電流收集器 103。在一些實施例中，第二電極 102包括氫氧化物 110及第二電流收集器 111。在一些實施例中，電解液 108包括鹼及導電添加劑 109。
在一些實施例中，本文中描述之裝置化學性質、活性材料及電解液之特定組合形成在高壓下操作且在一個裝置中展現電池容量及超級電容器之功率效能的能量儲存裝置。在一些實施例中，本揭露之能量儲存裝置與傳統鋰離子電池相比儲存更多電荷。
在一些實施例中，本揭露之能量儲存裝置在空氣中組裝，而無需生產許多其他能量儲存裝置所必須的昂貴「乾燥室」。在一些實施例中，本揭露之能量儲存裝置能夠主要由地球上豐富之元素，諸如但不限於鎳、鋅、鐵及碳形成。
在一些實施例中，能量儲存裝置經由氧化還原反應及離子吸附來儲存能量。氧化還原反應為藉由在化學物質之間轉移電子來改變原子之氧化狀態的化學反應。離子吸附，亦稱作電吸附或嵌入包括離子運輸通過電極之粒子間孔隙，從而導致可逆的法拉第電荷轉移。本揭露之能量儲存裝置經由氧化還原反應及離子吸附儲存能量之能力實現快速充電率、穩定放電率、高功率及能量密度，及高容量。
在一些實施例中，第一電極包括層狀雙氫氧化物、導電支架及第一電流收集器。
在一些實施例中，層狀雙氫氧化物包括金屬層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括鋅-鐵層狀雙氫氧化物、鋁-鐵層狀雙氫氧化物、鉻-鐵層狀雙氫氧化物、銦-鐵層狀雙氫氧化物、錳-鐵層狀雙氫氧化物，或其任何組合。在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括錳-鐵層狀雙氫氧化物。
在一些實施例中，金屬層狀雙氫氧化物包括鋅-鐵層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1至約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為至少約1:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為至多約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1至約1.5:1，約1:1至約2:1，約1:1至約2.5:1，約1:1至約3:1，約1:1至約3.5:1，約1:1至約4:1，約1:1至約4.5:1，約1:1至約5:1，約1:1至約5.5:1，約1:1至約6:1，約1.5:1至約2:1，約1.5:1至約2.5:1，約1.5:1至約3:1，約1.5:1至約3.5:1，約1.5:1至約4:1，約1.5:1至約4.5:1，約1.5:1至約5:1，約1.5:1至約5.5:1，約1.5:1至約6:1，約2:1至約2.5:1，約2:1至約3:1，約2:1至約3.5:1，約2:1至約4:1，約2:1至約4.5:1，約2:1至約5:1，約2:1至約5.5:1，約2:1至約6:1，約2.5:1至約3:1，約2.5:1至約3.5:1，約2.5:1至約4:1，約2.5:1至約4.5:1，約2.5:1至約5:1，約2.5:1至約5.5:1，約2.5:1至約6:1，約3:1至約3.5:1，約3:1至約4:1，約3:1至約4.5:1，約3:1至約5:1，約3:1至約5.5:1，約3:1至約6:1，約3.5:1至約4:1，約3.5:1至約4.5:1，約3.5:1至約5:1，約3.5:1至約5.5:1，約3.5:1至約6:1，約4:1至約4.5:1，約4:1至約5:1，約4:1至約5.5:1，約4:1至約6:1，約4.5:1至約5:1，約4.5:1至約5.5:1，約4.5:1至約6:1，約5:1至約5.5:1，約5:1至約6:1，或約5.5:1至約6:1。在一些實施例中，鋅與鐵之間的比為約1:1、約1.5:1、約2:1、約2.5:1、約3:1、約3.5:1、約4:1、約4.5:1、約5:1、約5.5:1，或約6:1。
在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體、導電氣凝膠、金屬離子凝膠、碳奈米管、碳奈米薄片、活性碳、碳布、碳黑，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括3D支架。在一些實施例中，導電支架包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、碳發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電氣凝膠。在一些實施例中，導電氣凝膠包括碳氣凝膠、石墨烯氣凝膠、石墨氣凝膠、碳氣凝膠，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括3D導電氣凝膠。在一些實施例中，3D導電氣凝膠包括3D碳氣凝膠、3D石墨烯氣凝膠、3D石墨氣凝膠、3D碳氣凝膠，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括金屬離子凝膠。在一些實施例中，金屬離子凝膠包括碳離子凝膠、石墨烯離子凝膠、石墨離子凝膠，在一些實施例中，導電支架包括金屬。在一些實施例中，金屬包括鋁、銅、碳、鐵、銀、金、鈀、鉑、銥、鉑銥合金、釕、銠、鋨、鉭、鈦、鎢、多晶矽、氧化銦錫或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電聚合物。在一些實施例中，導電聚合物包括反式聚乙炔、聚芴、聚噻吩、聚吡咯、聚苯、聚苯胺、聚對位苯基乙烯、聚芘聚薁、聚萘、聚咔唑、聚吲哚、聚氮呯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚對苯硫醚、聚乙炔、聚對位苯基乙烯，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架包括導電陶瓷。在一些實施例中，導電陶瓷包括鈦酸鋯鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鈣鎂、鈦酸鋅、鈦酸鑭、鈦酸釹、鋯酸鋇、鋯酸鈣、鈮酸鉛鎂、鈮酸鉛鋅、鈮酸鋰、錫酸鋇、錫酸鈣、矽酸鎂鋁、矽酸鎂、鉭酸鋇、二氧化鈦、氧化鈮、氧化鋯、矽石、藍寶石、氧化鈹、鈦酸鋯錫，或其任何組合。在一些實施例中，導電支架由兩種或更多種材料或元素的合金組成。
在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1至約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至少約0.2:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為至多約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1至約0.4:1，約0.2:1至約0.6:1，約0.2:1至約0.8:1，約0.2:1至約1:1，約0.2:1至約1.2:1，約0.2:1至約1.4:1，約0.2:1至約1.6:1，約0.2:1至約1.8:1，約0.2:1至約2:1，約0.2:1至約2.2:1，約0.2:1至約2.4:1，約0.4:1至約0.6:1，約0.4:1至約0.8:1，約0.4:1至約1:1，約0.4:1至約1.2:1，約0.4:1至約1.4:1，約0.4:1至約1.6:1，約0.4:1至約1.8:1，約0.4:1至約2:1，約0.4:1至約2.2:1，約0.4:1至約2.4:1，約0.6:1至約0.8:1，約0.6:1至約1:1，約0.6:1至約1.2:1，約0.6:1至約1.4:1，約0.6:1至約1.6:1，約0.6:1至約1.8:1，約0.6:1至約2:1，約0.6:1至約2.2:1，約0.6:1至約2.4:1，約0.8:1至約1:1，約0.8:1至約1.2:1，約0.8:1至約1.4:1，約0.8:1至約1.6:1，約0.8:1至約1.8:1，約0.8:1至約2:1，約0.8:1至約2.2:1，約0.8:1至約2.4:1，約1:1至約1.2:1，約1:1至約1.4:1，約1:1至約1.6:1，約1:1至約1.8:1，約1:1至約2:1，約1:1至約2.2:1，約1:1至約2.4:1，約1.2:1至約1.4:1，約1.2:1至約1.6:1，約1.2:1至約1.8:1，約1.2:1至約2:1，約1.2:1至約2.2:1，約1.2:1至約2.4:1，約1.4:1至約1.6:1，約1.4:1至約1.8:1，約1.4:1至約2:1，約1.4:1至約2.2:1，約1.4:1至約2.4:1，約1.6:1至約1.8:1，約1.6:1至約2:1，約1.6:1至約2.2:1，約1.6:1至約2.4:1，約1.8:1至約2:1，約1.8:1至約2.2:1，約1.8:1至約2.4:1，約2:1至約2.2:1，約2:1至約2.4:1，或約2.2:1至約2.4:1。在一些實施例中，層狀雙氫氧化物與導電支架之間的質量比為約0.2:1、約0.4:1、約0.6:1、約0.8:1、約1:1、約1.2:1、約1.4:1、約1.6:1、約1.8:1、約2:1、約2.2:1，或約2.4:1。
在一些實施例中，第一電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。在一些實施例中，電流收集器為沿著電極中之活性材料提供導電路徑的導電材料網或薄片。
在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g至約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至少約500 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至多約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g至約750 F/g，約500 F/g至約1,000 F/g，約500 F/g至約1,250 F/g，約500 F/g至約1,500 F/g，約500 F/g至約1,750 F/g，約500 F/g至約2,000 F/g，約500 F/g至約2,250 F/g，約750 F/g至約1,000 F/g，約750 F/g至約1,250 F/g，約750 F/g至約1,500 F/g，約750 F/g至約1,750 F/g，約750 F/g至約2,000 F/g，約750 F/g至約2,250 F/g，約1,000 F/g至約1,250 F/g，約1,000 F/g至約1,500 F/g，約1,000 F/g至約1,750 F/g，約1,000 F/g至約2,000 F/g，約1,000 F/g至約2,250 F/g，約1,250 F/g至約1,500 F/g，約1,250 F/g至約1,750 F/g，約1,250 F/g至約2,000 F/g，約1,250 F/g至約2,250 F/g，約1,500 F/g至約1,750 F/g，約1,500 F/g至約2,000 F/g，約1,500 F/g至約2,250 F/g，約1,750 F/g至約2,000 F/g，約1,750 F/g至約2,250 F/g，或約2,000 F/g至約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約500 F/g、約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g，或約2,250 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為約1,150 F/g。在一些實施例中，第一電極之電容為至少約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g，約或2,250 F/g。
在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至少約30 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至多約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g至約40 mAh/g，約30 mAh/g至約50 mAh/g，約30 mAh/g至約60 mAh/g，約30 mAh/g至約70 mAh/g，約30 mAh/g至約80 mAh/g，約30 mAh/g至約90 mAh/g，約30 mAh/g至約100 mAh/g，約30 mAh/g至約110 mAh/g，約30 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約110 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約110 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約110 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約110 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約110 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約110 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約110 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，或約110 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為約30 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。在一些實施例中，第一電極之重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。
在一些實施例中，第二電極包括氫氧化物及第二電流收集器。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鋁、氫氧化銨、氫氧化砷、氫氧化鋇、氫氧化鈹、氫氧化鉍(III)、氫氧化硼、氫氧化鎘、氫氧化鈣、氫氧化鈰(III)、氫氧化銫、氫氧化鉻(II)、氫氧化鉻(III)、氫氧化鉻(V)、氫氧化鉻(VI)、氫氧化鈷(II)、氫氧化鈷(III)、氫氧化銅(I)、氫氧化銅(II)、氫氧化鎵(II)、氫氧化鎵(III)、氫氧化金(I)、氫氧化金(III)、氫氧化銦(I)、氫氧化銦(II)、氫氧化銦(III)、氫氧化銥(III)、氫氧化鐵(II)、氫氧化鐵(III)、氫氧化鑭、氫氧化鉛(II)、氫氧化鉛(IV)、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氫氧化錳(II)、氫氧化錳(III)、氫氧化錳(IV)、氫氧化錳(VII)、氫氧化汞(I)、氫氧化汞(II)、氫氧化鉬、氫氧化釹、氧代氫氧化鎳、氫氧化鎳(II)、氫氧化鎳(III)、氫氧化鈮、氫氧化鋨(IV)、氫氧化鈀(II)、氫氧化鈀(IV)、氫氧化鉑(II)、氫氧化鉑(IV)、氫氧化鈈(IV)、氫氧化鉀、氫氧化鐳、氫氧化銣、氫氧化釕(III)、氫氧化鈧、氫氧化矽、氫氧化銀、氫氧化鈉、氫氧化鍶、氫氧化鉭(V)、氫氧化鎝(II)、四甲基氫氧化銨、氫氧化鉈(I)、氫氧化鉈(III)、氫氧化釷、氫氧化錫(II)、氫氧化錫(IV)、氫氧化鈦(II)、氫氧化鈦(III)、氫氧化鈦(IV)、氫氧化鎢(II)、氫氧化氧鈾、氫氧化釩(II)、氫氧化釩(III)、氫氧化釩(V)、氫氧化鐿、氫氧化釔、氫氧化鋅、氫氧化鋯。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米片、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米粉末、氫氧化物奈米花、氫氧化物奈米點、氫氧化物奈米棒、氫氧化物奈米鏈、氫氧化物奈米纖維、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米微板、氫氧化物奈米帶、氫氧化物奈米環、氫氧化物奈米薄片，或其組合。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈀(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈀(IV)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(III)奈米薄片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)奈米片。
在一些實施例中，氫氧化物沈積在第二電流收集器上。在一些實施例中，第二電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g至約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至少約500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至多約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g至約750 F/g，約500 F/g至約1,000 F/g，約500 F/g至約1,250 F/g，約500 F/g至約1,500 F/g，約500 F/g至約1,750 F/g，約500 F/g至約2,000 F/g，約500 F/g至約2,250 F/g，約500 F/g至約2,500 F/g，約750 F/g至約1,000 F/g，約750 F/g至約1,250 F/g，約750 F/g至約1,500 F/g，約750 F/g至約1,750 F/g，約750 F/g至約2,000 F/g，約750 F/g至約2,250 F/g，約750 F/g至約2,500 F/g，約1,000 F/g至約1,250 F/g，約1,000 F/g至約1,500 F/g，約1,000 F/g至約1,750 F/g，約1,000 F/g至約2,000 F/g，約1,000 F/g至約2,250 F/g，約1,000 F/g至約2,500 F/g，約1,250 F/g至約1,500 F/g，約1,250 F/g至約1,750 F/g，約1,250 F/g至約2,000 F/g，約1,250 F/g至約2,250 F/g，約1,250 F/g至約2,500 F/g，約1,500 F/g至約1,750 F/g，約1,500 F/g至約2,000 F/g，約1,500 F/g至約2,250 F/g，約1,500 F/g至約2,500 F/g，約1,750 F/g至約2,000 F/g，約1,750 F/g至約2,250 F/g，約1,750 F/g至約2,500 F/g，約2,000 F/g至約2,250 F/g，約2,000 F/g至約2,500 F/g，或約2,250 F/g至約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為約500 F/g、約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g、約2,250 F/g，或約2,500 F/g。在一些實施例中，第二電極之電容為至少約750 F/g、約1,000 F/g、約1,250 F/g、約1,500 F/g、約1,750 F/g、約2,000 F/g、約2,250 F/g，或約2,500 F/g。
在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至少約30 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至多約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g至約40 mAh/g，約30 mAh/g至約50 mAh/g，約30 mAh/g至約60 mAh/g，約30 mAh/g至約70 mAh/g，約30 mAh/g至約80 mAh/g，約30 mAh/g至約90 mAh/g，約30 mAh/g至約100 mAh/g，約30 mAh/g至約110 mAh/g，約30 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約110 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約110 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約110 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約110 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約110 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約110 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約110 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，或約110 mAh/g至約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為約30 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。在一些實施例中，第二電極之重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約110 mAh/g，或約120 mAh/g。
在一些實施例中，第一電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第一電極經組態以用作負電極。在一些實施例中，第二電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第二電極經組態以用作負電極。在一些實施例中，第一電極與第二電極相同。
電解液為當溶解在溶劑中時產生導電溶液之物質。在一些實施例中，電解液包括水性電解液。在一些實施例中，電解液包括鹼性電解液。在一些實施例中，電解液包括鹼及導電添加劑。
在一些實施例中，鹼包括強鹼。在一些實施例中，強鹼包括氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇，或其任何組合。在一些實施例中，強鹼包括氫氧化鉀。在一些實施例中，強鹼包括氫氧化鈣。在一些實施例中，強鹼包括氫氧化鈉。
在一些實施例中，導電添加劑包括過渡金屬氧化物。在一些實施例中，過渡金屬氧化物包括氧化鈉(I)、氧化鉀(I)、氧化亞鐵(II)、氧化鎂(II)、氧化鈣(II)、氧化鉻(III)、氧化銅(I)、氧化鋅(II)，或其任何組合。在一些實施例中，導電添加劑包括半導體材料。在一些實施例中，半導體材料包括氯化亞銅、磷化鎘、砷化鎘、銻化鎘、磷化鋅、砷化鋅、銻化鋅、硒化鎘、硫化鎘、碲化鎘、硒化鋅、硫化鋅、碲化鋅、氧化鋅，或其任何組合。在一些實施例中，導電添加劑包括氧化鈉(I)。在一些實施例中，導電添加劑包括。在一些實施例中，導電添加劑包括氧化亞鐵(II)。在一些實施例中，導電添加劑包括氧化鋅。
在一些實施例中，電解液之濃度為約1 M至約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為至少約1 M。在一些實施例中，電解液之濃度為至多約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為約1 M至約2 M，約1 M至約3 M，約1 M至約4 M，約1 M至約5 M，約1 M至約6 M，約1 M至約7 M，約1 M至約8 M，約1 M至約9 M，約1 M至約10 M，約1 M至約11 M，約1 M至約12 M，約2 M至約3 M，約2 M至約4 M，約2 M至約5 M，約2 M至約6 M，約2 M至約7 M，約2 M至約8 M，約2 M至約9 M，約2 M至約10 M，約2 M至約11 M，約2 M至約12 M，約3 M至約4 M，約3 M至約5 M，約3 M至約6 M，約3 M至約7 M，約3 M至約8 M，約3 M至約9 M，約3 M至約10 M，約3 M至約11 M，約3 M至約12 M，約4 M至約5 M，約4 M至約6 M，約4 M至約7 M，約4 M至約8 M，約4 M至約9 M，約4 M至約10 M，約4 M至約11 M，約4 M至約12 M，約5 M至約6 M，約5 M至約7 M，約5 M至約8 M，約5 M至約9 M，約5 M至約10 M，約5 M至約11 M，約5 M至約12 M，約6 M至約7 M，約6 M至約8 M，約6 M至約9 M，約6 M至約10 M，約6 M至約11 M，約6 M至約12 M，約7 M至約8 M，約7 M至約9 M，約7 M至約10 M，約7 M至約11 M，約7 M至約12 M，約8 M至約9 M，約8 M至約10 M，約8 M至約11 M，約8 M至約12 M，約9 M至約10 M，約9 M至約11 M，約9 M至約12 M，約10 M至約11 M，約10 M至約12 M，或約11 M至約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為約1 M、約2 M、約3 M、約4 M、約5 M、約6 M、約7 M、約8 M、約9 M、約10 M、約11 M，或約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為至少約2 M、約3 M、約4 M、約5 M、約6 M、約7 M、約8 M、約9 M、約10 M、約11 M，或約12 M。在一些實施例中，電解液之濃度為至多約1 M、約2 M、約3 M、約4 M、約5 M、約6 M、約7 M、約8 M、約9 M、約10 M，或約11 M。
在一些實施例中，本揭露之能量儲存裝置內之電解液的特定選擇實現顯著較高之能量密度。
在一些實施例中，分隔件在第一電極與第二電極之間維持設定距離以防止電短路，同時允許運輸離子電荷載體。在一些實施例中，分隔件包括置放在第一電極與第二電極之間的滲透膜。在一些實施例中，分隔件包括非編織纖維、聚合物薄膜、陶瓷、天然存在之材料、支撐式液膜或其任何組合。在一些實施例中，非編織纖維包括棉花、耐綸、聚酯、玻璃，或其任何組合。在一些實施例中，聚合物薄膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯，或其任何組合。在一些實施例中，天然存在之材料包括橡膠、石棉、木材，或其任何組合。在一些實施例中，支撐式液膜包括微孔分隔件內含有之固相及液相。
在一些實施例中，分隔件包括定向取向之纖維、隨機取向之纖維的薄片、網或席子，或其任何組合。在一些實施例中，分隔件包括單個層。在一些實施例中，分隔件包括多個層。
在一些實施例中，能量儲存裝置包括：包括Zn-Fe LDH/3DGA之第一電極及包括Ni(OH) 2之第二電極，及包括ZnO飽和之KOH的電解液。在此等實施例中，將第一電極內之電化學反應定義為：
在此等實施例中，將第二電極內之電化學反應定義為：
在此等實施例中，將電解液內之電化學反應定義為：
在一些實施例中，此等反應之組合使得能量儲存裝置能夠經由氧化還原反應及離子吸附儲存能量，該能量儲存裝置在高壓下操作且在一個裝置中展現電池容量及超級電容器之功率效能。
能量儲存裝置之效能
根據 圖 20B，及下表3，本揭露之能量儲存裝置與當前可獲得之能量儲存裝置(諸如鋰離子能量裝置、鉛酸能量裝置、鎳-鎘能量裝置、鎳-金屬氫化物能量裝置及鎳-鋅能量裝置)相比展現優越的重量能量密度、充電率及充電時間。


正電極 負電極 電解液 電壓(V) 能量密度(Wh/kg) 充電率(C) 充電時間
鋰離子 碳/ 石墨 金屬氧化物、磷酸鹽 Li +離子鹽溶液 3.2至3.7 100-200 0.1-0.3 3至10小時
鉛酸 PbO 2 Pb 硫酸 2.0 20-40 0.05-0.2 5至20小時
鎳- 鎘 NiOOH Cd KOH溶液 1.2 40-60 0.3C ＞3小時
鎳- 金屬氫化物 NiOOH 氫合金 KOH溶液 1.2 60-120 0.5C ＞2小時
鎳- 鋅 NiOOH Zn KOH溶液 1.65 100 0.5C ＞2小時
本揭露 NiOOH奈米片 裝有Zn-Fe LDH之石墨烯氣凝膠 ZnO飽和之KOH溶液 1.7 ＞400 200C 2.5秒
表3
在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為約400 Wh/kg至約1,600 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為至少約400 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為至多約1,600 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為約400 Wh/kg至約500 Wh/kg，約400 Wh/kg至約600 Wh/kg，約400 Wh/kg至約700 Wh/kg，約400 Wh/kg至約800 Wh/kg，約400 Wh/kg至約900 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約400 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約500 Wh/kg至約600 Wh/kg，約500 Wh/kg至約700 Wh/kg，約500 Wh/kg至約800 Wh/kg，約500 Wh/kg至約900 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約500 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約600 Wh/kg至約700 Wh/kg，約600 Wh/kg至約800 Wh/kg，約600 Wh/kg至約900 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約600 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約700 Wh/kg至約800 Wh/kg，約700 Wh/kg至約900 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約700 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約800 Wh/kg至約900 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約800 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,000 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約900 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,100 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約1,000 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約1,100 Wh/kg至約1,200 Wh/kg，約1,100 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約1,100 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約1,100 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約1,200 Wh/kg至約1,300 Wh/kg，約1,200 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約1,200 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，約1,300 Wh/kg至約1,400 Wh/kg，約1,300 Wh/kg至約1,600 Wh/kg，或約1,400 Wh/kg至約1,600 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為約400 Wh/kg、約500 Wh/kg、約600 Wh/kg、約700 Wh/kg、約800 Wh/kg、約900 Wh/kg、約1,000 Wh/kg、約1,100 Wh/kg、約1,200 Wh/kg、約1,300 Wh/kg、約1,400 Wh/kg，或約1,600 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的能量密度為至少約500 Wh/kg、約600 Wh/kg、約700 Wh/kg、約800 Wh/kg、約900 Wh/kg、約1,000 Wh/kg、約1,100 Wh/kg、約1,200 Wh/kg、約1,300 Wh/kg、約1,400 Wh/kg，或約1,600 Wh/kg。
在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為約200 Wh/kg至約800 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為至少約200 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為至多約800 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為約200 Wh/kg至約250 Wh/kg，約200 Wh/kg至約300 Wh/kg，約200 Wh/kg至約350 Wh/kg，約200 Wh/kg至約400 Wh/kg，約200 Wh/kg至約450 Wh/kg，約200 Wh/kg至約500 Wh/kg，約200 Wh/kg至約550 Wh/kg，約200 Wh/kg至約600 Wh/kg，約200 Wh/kg至約650 Wh/kg，約200 Wh/kg至約700 Wh/kg，約200 Wh/kg至約800 Wh/kg，約250 Wh/kg至約300 Wh/kg，約250 Wh/kg至約350 Wh/kg，約250 Wh/kg至約400 Wh/kg，約250 Wh/kg至約450 Wh/kg，約250 Wh/kg至約500 Wh/kg，約250 Wh/kg至約550 Wh/kg，約250 Wh/kg至約600 Wh/kg，約250 Wh/kg至約650 Wh/kg，約250 Wh/kg至約700 Wh/kg，約250 Wh/kg至約800 Wh/kg，約300 Wh/kg至約350 Wh/kg，約300 Wh/kg至約400 Wh/kg，約300 Wh/kg至約450 Wh/kg，約300 Wh/kg至約500 Wh/kg，約300 Wh/kg至約550 Wh/kg，約300 Wh/kg至約600 Wh/kg，約300 Wh/kg至約650 Wh/kg，約300 Wh/kg至約700 Wh/kg，約300 Wh/kg至約800 Wh/kg，約350 Wh/kg至約400 Wh/kg，約350 Wh/kg至約450 Wh/kg，約350 Wh/kg至約500 Wh/kg，約350 Wh/kg至約550 Wh/kg，約350 Wh/kg至約600 Wh/kg，約350 Wh/kg至約650 Wh/kg，約350 Wh/kg至約700 Wh/kg，約350 Wh/kg至約800 Wh/kg，約400 Wh/kg至約450 Wh/kg，約400 Wh/kg至約500 Wh/kg，約400 Wh/kg至約550 Wh/kg，約400 Wh/kg至約600 Wh/kg，約400 Wh/kg至約650 Wh/kg，約400 Wh/kg至約700 Wh/kg，約400 Wh/kg至約800 Wh/kg，約450 Wh/kg至約500 Wh/kg，約450 Wh/kg至約550 Wh/kg，約450 Wh/kg至約600 Wh/kg，約450 Wh/kg至約650 Wh/kg，約450 Wh/kg至約700 Wh/kg，約450 Wh/kg至約800 Wh/kg，約500 Wh/kg至約550 Wh/kg，約500 Wh/kg至約600 Wh/kg，約500 Wh/kg至約650 Wh/kg，約500 Wh/kg至約700 Wh/kg，約500 Wh/kg至約800 Wh/kg，約550 Wh/kg至約600 Wh/kg，約550 Wh/kg至約650 Wh/kg，約550 Wh/kg至約700 Wh/kg，約550 Wh/kg至約800 Wh/kg，約600 Wh/kg至約650 Wh/kg，約600 Wh/kg至約700 Wh/kg，約600 Wh/kg至約800 Wh/kg，約650 Wh/kg至約700 Wh/kg，約650 Wh/kg至約800 Wh/kg，或約700 Wh/kg至約800 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為約200 Wh/kg、約250 Wh/kg、約300 Wh/kg、約350 Wh/kg、約400 Wh/kg、約450 Wh/kg、約500 Wh/kg、約550 Wh/kg、約600 Wh/kg、約650 Wh/kg、約700 Wh/kg，或約800 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總重量能量密度為至少約250 Wh/kg、約300 Wh/kg、約350 Wh/kg、約400 Wh/kg、約450 Wh/kg、約500 Wh/kg、約550 Wh/kg、約600 Wh/kg、約650 Wh/kg、約700 Wh/kg，或約800 Wh/kg。
在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為約300 Wh/L至約1,500 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為至少約300 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為至多約1,500 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為約300 Wh/L至約400 Wh/L，約300 Wh/L至約500 Wh/L，約300 Wh/L至約600 Wh/L，約300 Wh/L至約700 Wh/L，約300 Wh/L至約800 Wh/L，約300 Wh/L至約900 Wh/L，約300 Wh/L至約1,000 Wh/L，約300 Wh/L至約1,100 Wh/L，約300 Wh/L至約1,200 Wh/L，約300 Wh/L至約1,300 Wh/L，約300 Wh/L至約1,500 Wh/L，約400 Wh/L至約500 Wh/L，約400 Wh/L至約600 Wh/L，約400 Wh/L至約700 Wh/L，約400 Wh/L至約800 Wh/L，約400 Wh/L至約900 Wh/L，約400 Wh/L至約1,000 Wh/L，約400 Wh/L至約1,100 Wh/L，約400 Wh/L至約1,200 Wh/L，約400 Wh/L至約1,300 Wh/L，約400 Wh/L至約1,500 Wh/L，約500 Wh/L至約600 Wh/L，約500 Wh/L至約700 Wh/L，約500 Wh/L至約800 Wh/L，約500 Wh/L至約900 Wh/L，約500 Wh/L至約1,000 Wh/L，約500 Wh/L至約1,100 Wh/L，約500 Wh/L至約1,200 Wh/L，約500 Wh/L至約1,300 Wh/L，約500 Wh/L至約1,500 Wh/L，約600 Wh/L至約700 Wh/L，約600 Wh/L至約800 Wh/L，約600 Wh/L至約900 Wh/L，約600 Wh/L至約1,000 Wh/L，約600 Wh/L至約1,100 Wh/L，約600 Wh/L至約1,200 Wh/L，約600 Wh/L至約1,300 Wh/L，約600 Wh/L至約1,500 Wh/L，約700 Wh/L至約800 Wh/L，約700 Wh/L至約900 Wh/L，約700 Wh/L至約1,000 Wh/L，約700 Wh/L至約1,100 Wh/L，約700 Wh/L至約1,200 Wh/L，約700 Wh/L至約1,300 Wh/L，約700 Wh/L至約1,500 Wh/L，約800 Wh/L至約900 Wh/L，約800 Wh/L至約1,000 Wh/L，約800 Wh/L至約1,100 Wh/L，約800 Wh/L至約1,200 Wh/L，約800 Wh/L至約1,300 Wh/L，約800 Wh/L至約1,500 Wh/L，約900 Wh/L至約1,000 Wh/L，約900 Wh/L至約1,100 Wh/L，約900 Wh/L至約1,200 Wh/L，約900 Wh/L至約1,300 Wh/L，約900 Wh/L至約1,500 Wh/L，約1,000 Wh/L至約1,100 Wh/L，約1,000 Wh/L至約1,200 Wh/L，約1,000 Wh/L至約1,300 Wh/L，約1,000 Wh/L至約1,500 Wh/L，約1,100 Wh/L至約1,200 Wh/L，約1,100 Wh/L至約1,300 Wh/L，約1,100 Wh/L至約1,500 Wh/L，約1,200 Wh/L至約1,300 Wh/L，約1,200 Wh/L至約1,500 Wh/L，或約1,300 Wh/L至約1,500 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為約300 Wh/L、約400 Wh/L、約500 Wh/L、約600 Wh/L、約700 Wh/L、約800 Wh/L、約900 Wh/L、約1,000 Wh/L、約1,100 Wh/L、約1,200 Wh/L、約1,300 Wh/L，或約1,500 Wh/L。在一些實施例中，能量儲存裝置之總體積能量密度為至少約400 Wh/L、約500 Wh/L、約600 Wh/L、約700 Wh/L、約800 Wh/L、約900 Wh/L、約1,000 Wh/L、約1,100 Wh/L、約1,200 Wh/L、約1,300 Wh/L，或約1,500 Wh/L。
在一些實施例中，根據 圖 20C，能量儲存裝置之活性材料特定的功率密度為約75 Wh/kg至約270 Wh/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之活性材料特定的功率密度為約140 kW/kg。相比之下，鋰離子電池、鎳-鎘電池、鎳-金屬氫化物電池及鉛酸電池之總能量密度小於200 Wh/kg。通過進一步對比，高功率鋰離子電池之能量密度小於100 Wh/kg，且商業超級電容器展現小於40 Wh/kg之能量密度。
在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為約30 kW/kg至約120 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為至少約30 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為至多約120 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為約30 kW/kg至約40 kW/kg，約30 kW/kg至約50 kW/kg，約30 kW/kg至約60 kW/kg，約30 kW/kg至約70 kW/kg，約30 kW/kg至約80 kW/kg，約30 kW/kg至約90 kW/kg，約30 kW/kg至約100 kW/kg，約30 kW/kg至約110 kW/kg，約30 kW/kg至約120 kW/kg，約40 kW/kg至約50 kW/kg，約40 kW/kg至約60 kW/kg，約40 kW/kg至約70 kW/kg，約40 kW/kg至約80 kW/kg，約40 kW/kg至約90 kW/kg，約40 kW/kg至約100 kW/kg，約40 kW/kg至約110 kW/kg，約40 kW/kg至約120 kW/kg，約50 kW/kg至約60 kW/kg，約50 kW/kg至約70 kW/kg，約50 kW/kg至約80 kW/kg，約50 kW/kg至約90 kW/kg，約50 kW/kg至約100 kW/kg，約50 kW/kg至約110 kW/kg，約50 kW/kg至約120 kW/kg，約60 kW/kg至約70 kW/kg，約60 kW/kg至約80 kW/kg，約60 kW/kg至約90 kW/kg，約60 kW/kg至約100 kW/kg，約60 kW/kg至約110 kW/kg，約60 kW/kg至約120 kW/kg，約70 kW/kg至約80 kW/kg，約70 kW/kg至約90 kW/kg，約70 kW/kg至約100 kW/kg，約70 kW/kg至約110 kW/kg，約70 kW/kg至約120 kW/kg，約80 kW/kg至約90 kW/kg，約80 kW/kg至約100 kW/kg，約80 kW/kg至約110 kW/kg，約80 kW/kg至約120 kW/kg，約90 kW/kg至約100 kW/kg，約90 kW/kg至約110 kW/kg，約90 kW/kg至約120 kW/kg，約100 kW/kg至約110 kW/kg，約100 kW/kg至約120 kW/kg，或約110 kW/kg至約120 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為約30 kW/kg、約40 kW/kg、約50 kW/kg、約60 kW/kg、約70 kW/kg、約80 kW/kg、約90 kW/kg、約100 kW/kg、約110 kW/kg，或約120 kW/kg。在一些實施例中，能量儲存裝置之總功率密度為至少約40 kW/kg、約50 kW/kg、約60 kW/kg、約70 kW/kg、約80 kW/kg、約90 kW/kg、約100 kW/kg、約110 kW/kg，或約120 kW/kg。
相比之下，鋰離子電池、鎳-鎘電池、鎳-金屬氫化物電池及鉛酸電池之總功率密度小於10 kW/kg。
在一些實施例中，本揭露之能量儲存裝置展現優於在相同條件下測試之市售能量儲存裝置的容量。在一些實施例中，本文中描述之裝置化學性質、活性材料及電解液之特定組合形成在高壓下操作且在一個裝置中展現電池容量及超級電容器之功率效能的能量儲存裝置。在一些實施例中，本揭露之能量儲存裝置與傳統鋰離子電池相比儲存更多電荷。
另外， 圖 20A示出了本文中描述之例示性能量儲存裝置之容量及操作電壓顯著勝於當前能量儲存裝置。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh至約10,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為至少約2,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為至多約10,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh至約2,500 mAh，約2,000 mAh至約3,000 mAh，約2,000 mAh至約3,500 mAh，約2,000 mAh至約4,000 mAh，約2,000 mAh至約4,500 mAh，約2,000 mAh至約5,000 mAh，約2,000 mAh至約5,500 mAh，約2,000 mAh至約6,000 mAh，約2,000 mAh至約7,000 mAh，約2,000 mAh至約8,000 mAh，約2,000 mAh至約10,000 mAh，約2,500 mAh至約3,000 mAh，約2,500 mAh至約3,500 mAh，約2,500 mAh至約4,000 mAh，約2,500 mAh至約4,500 mAh，約2,500 mAh至約5,000 mAh，約2,500 mAh至約5,500 mAh，約2,500 mAh至約6,000 mAh，約2,500 mAh至約7,000 mAh，約2,500 mAh至約8,000 mAh，約2,500 mAh至約10,000 mAh，約3,000 mAh至約3,500 mAh，約3,000 mAh至約4,000 mAh，約3,000 mAh至約4,500 mAh，約3,000 mAh至約5,000 mAh，約3,000 mAh至約5,500 mAh，約3,000 mAh至約6,000 mAh，約3,000 mAh至約7,000 mAh，約3,000 mAh至約8,000 mAh，約3,000 mAh至約10,000 mAh，約3,500 mAh至約4,000 mAh，約3,500 mAh至約4,500 mAh，約3,500 mAh至約5,000 mAh，約3,500 mAh至約5,500 mAh，約3,500 mAh至約6,000 mAh，約3,500 mAh至約7,000 mAh，約3,500 mAh至約8,000 mAh，約3,500 mAh至約10,000 mAh，約4,000 mAh至約4,500 mAh，約4,000 mAh至約5,000 mAh，約4,000 mAh至約5,500 mAh，約4,000 mAh至約6,000 mAh，約4,000 mAh至約7,000 mAh，約4,000 mAh至約8,000 mAh，約4,000 mAh至約10,000 mAh，約4,500 mAh至約5,000 mAh，約4,500 mAh至約5,500 mAh，約4,500 mAh至約6,000 mAh，約4,500 mAh至約7,000 mAh，約4,500 mAh至約8,000 mAh，約4,500 mAh至約10,000 mAh，約5,000 mAh至約5,500 mAh，約5,000 mAh至約6,000 mAh，約5,000 mAh至約7,000 mAh，約5,000 mAh至約8,000 mAh，約5,000 mAh至約10,000 mAh，約5,500 mAh至約6,000 mAh，約5,500 mAh至約7,000 mAh，約5,500 mAh至約8,000 mAh，約5,500 mAh至約10,000 mAh，約6,000 mAh至約7,000 mAh，約6,000 mAh至約8,000 mAh，約6,000 mAh至約10,000 mAh，約7,000 mAh至約8,000 mAh，約7,000 mAh至約10,000 mAh，或約8,000 mAh至約10,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh、約2,500 mAh、約3,000 mAh、約3,500 mAh、約4,000 mAh、約4,500 mAh、約5,000 mAh、約5,500 mAh、約6,000 mAh、約7,000 mAh、約8,000 mAh，或約10,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.7 V之電壓下的電池特定容量為至少約2,500 mAh、約3,000 mAh、約3,500 mAh、約4,000 mAh、約4,500 mAh、約5,000 mAh、約5,500 mAh、約6,000 mAh、約7,000 mAh、約8,000 mAh，或約10,000 mAh。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh至約8,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為至少約2,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為至多約8,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh至約2,500 mAh，約2,000 mAh至約3,000 mAh，約2,000 mAh至約3,500 mAh，約2,000 mAh至約4,000 mAh，約2,000 mAh至約4,500 mAh，約2,000 mAh至約5,000 mAh，約2,000 mAh至約5,500 mAh，約2,000 mAh至約6,000 mAh，約2,000 mAh至約7,000 mAh，約2,000 mAh至約8,000 mAh，約2,500 mAh至約3,000 mAh，約2,500 mAh至約3,500 mAh，約2,500 mAh至約4,000 mAh，約2,500 mAh至約4,500 mAh，約2,500 mAh至約5,000 mAh，約2,500 mAh至約5,500 mAh，約2,500 mAh至約6,000 mAh，約2,500 mAh至約7,000 mAh，約2,500 mAh至約8,000 mAh，約3,000 mAh至約3,500 mAh，約3,000 mAh至約4,000 mAh，約3,000 mAh至約4,500 mAh，約3,000 mAh至約5,000 mAh，約3,000 mAh至約5,500 mAh，約3,000 mAh至約6,000 mAh，約3,000 mAh至約7,000 mAh，約3,000 mAh至約8,000 mAh，約3,500 mAh至約4,000 mAh，約3,500 mAh至約4,500 mAh，約3,500 mAh至約5,000 mAh，約3,500 mAh至約5,500 mAh，約3,500 mAh至約6,000 mAh，約3,500 mAh至約7,000 mAh，約3,500 mAh至約8,000 mAh，約4,000 mAh至約4,500 mAh，約4,000 mAh至約5,000 mAh，約4,000 mAh至約5,500 mAh，約4,000 mAh至約6,000 mAh，約4,000 mAh至約7,000 mAh，約4,000 mAh至約8,000 mAh，約4,500 mAh至約5,000 mAh，約4,500 mAh至約5,500 mAh，約4,500 mAh至約6,000 mAh，約4,500 mAh至約7,000 mAh，約4,500 mAh至約8,000 mAh，約5,000 mAh至約5,500 mAh，約5,000 mAh至約6,000 mAh，約5,000 mAh至約7,000 mAh，約5,000 mAh至約8,000 mAh，約5,500 mAh至約6,000 mAh，約5,500 mAh至約7,000 mAh，約5,500 mAh至約8,000 mAh，約6,000 mAh至約7,000 mAh，約6,000 mAh至約8,000 mAh，或約7,000 mAh至約8,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為約2,000 mAh、約2,500 mAh、約3,000 mAh、約3,500 mAh、約4,000 mAh、約4,500 mAh、約5,000 mAh、約5,500 mAh、約6,000 mAh、約7,000 mAh，或約8,000 mAh。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1.5 V之電壓下的電池特定容量為至少約2,500 mAh、約3,000 mAh、約3,500 mAh、約4,000 mAh、約4,500 mAh、約5,000 mAh、約5,500 mAh、約6,000 mAh、約7,000 mAh，或約8,000 mAh。
相比之下，鋰離子電池、鹼性超級電容器、鎳-鎘電池及鎳-金屬氫化物電池分別在2.2 V至3.8V、1.3 V至1.6 V、1.15至1.25，及1.1 V至1.25 V之間的操作電壓下分別具有小於50 mAh、20 mAh、1,000 mAh，及2,600 mAh之容量。
因此，本文中描述之裝置化學性質、活性材料及電解液之特定組合形成在高壓下操作且在一個裝置中展現電池容量及超級電容器之功率效能的能量儲存裝置。本文中描述之能量儲存裝置的優越電效能實現快速可靠之電荷儲存及分配。
根據 圖 16及下表4，本揭露之能量儲存裝置展現顯著有利的比容量及充電率。

放電率 (C) 比容量 (mAh/g)
1 495
2 398
4 374
10 320
20 294
40 237
60 188
80 161
100 120
120 102
140 96
160 93
180 85
200 75
表4
在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g至約1,000 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為至少約250 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為至多約1,000 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g至約300 mAh/g，約250 mAh/g至約350 mAh/g，約250 mAh/g至約400 mAh/g，約250 mAh/g至約450 mAh/g，約250 mAh/g至約500 mAh/g，約250 mAh/g至約550 mAh/g，約250 mAh/g至約600 mAh/g，約250 mAh/g至約650 mAh/g，約250 mAh/g至約700 mAh/g，約250 mAh/g至約800 mAh/g，約250 mAh/g至約1,000 mAh/g，約300 mAh/g至約350 mAh/g，約300 mAh/g至約400 mAh/g，約300 mAh/g至約450 mAh/g，約300 mAh/g至約500 mAh/g，約300 mAh/g至約550 mAh/g，約300 mAh/g至約600 mAh/g，約300 mAh/g至約650 mAh/g，約300 mAh/g至約700 mAh/g，約300 mAh/g至約800 mAh/g，約300 mAh/g至約1,000 mAh/g，約350mAh/g至約400 mAh/g，約350 mAh/g至約450 mAh/g，約350 mAh/g至約500 mAh/g，約350 mAh/g至約550 mAh/g，約350 mAh/g至約600 mAh/g，約350 mAh/g至約650 mAh/g，約350 mAh/g至約700 mAh/g，約350 mAh/g至約800 mAh/g，約350 mAh/g至約1,000 mAh/g，約400 mAh/g至約450 mAh/g，約400 mAh/g至約500 mAh/g，約400 mAh/g至約550 mAh/g，約400 mAh/g至約600 mAh/g，約400 mAh/g至約650 mAh/g，約400 mAh/g至約700 mAh/g，約400 mAh/g至約800 mAh/g，約400 mAh/g至約1,000 mAh/g，約450 mAh/g至約500 mAh/g，約450 mAh/g至約550 mAh/g，約450 mAh/g至約600 mAh/g，約450 mAh/g至約650 mAh/g，約450 mAh/g至約700 mAh/g，約450 mAh/g至約800 mAh/g，約450 mAh/g至約1,000 mAh/g，約500 mAh/g至約550 mAh/g，約500 mAh/g至約600 mAh/g，約500 mAh/g至約650 mAh/g，約500 mAh/g至約700 mAh/g，約500 mAh/g至約800 mAh/g，約500 mAh/g至約1,000 mAh/g，約550 mAh/g至約600 mAh/g，約550 mAh/g至約650 mAh/g，約550 mAh/g至約700 mAh/g，約550 mAh/g至約800 mAh/g，約550 mAh/g至約1,000 mAh/g，約600 mAh/g至約650 mAh/g，約600 mAh/g至約700 mAh/g，約600 mAh/g至約800 mAh/g，約600 mAh/g至約1,000 mAh/g，約650 mAh/g至約700 mAh/g，約650 mAh/g至約800 mAh/g，約650 mAh/g至約1,000 mAh/g，約700 mAh/g至約800 mAh/g，約700 mAh/g至約1,000 mAh/g，或約800 mAh/g至約1,000 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g、約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g、約650 mAh/g、約700 mAh/g、約800 mAh/g，或約1,000 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約1C之放電率下的重量容量為至少約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g、約650 mAh/g、約700 mAh/g、約800 mAh/g，或約1,000 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g至約800 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為至少約250 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為至多約800 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g至約300 mAh/g，約250 mAh/g至約350 mAh/g，約250 mAh/g至約400 mAh/g，約250 mAh/g至約450 mAh/g，約250 mAh/g至約500 mAh/g，約250 mAh/g至約550 mAh/g，約250 mAh/g至約600 mAh/g，約250 mAh/g至約650 mAh/g，約250 mAh/g至約700 mAh/g，約250 mAh/g至約800 mAh/g，約300 mAh/g至約350 mAh/g，約300 mAh/g至約400 mAh/g，約300 mAh/g至約450 mAh/g，約300 mAh/g至約500 mAh/g，約300 mAh/g至約550 mAh/g，約300 mAh/g至約600 mAh/g，約300 mAh/g至約650 mAh/g，約300 mAh/g至約700 mAh/g，約300 mAh/g至約800 mAh/g，約350 mAh/g至約400 mAh/g，約350 mAh/g至約450 mAh/g，約350 mAh/g至約500 mAh/g，約350 mAh/g至約550 mAh/g，約350 mAh/g至約600 mAh/g，約350 mAh/g至約650 mAh/g，約350 mAh/g至約700 mAh/g，約350 mAh/g至約800 mAh/g，約400 mAh/g至約450 mAh/g，約400 mAh/g至約500 mAh/g，約400 mAh/g至約550 mAh/g，約400 mAh/g至約600 mAh/g，約400 mAh/g至約650 mAh/g，約400 mAh/g至約700 mAh/g，約400 mAh/g至約800 mAh/g，約450 mAh/g至約500 mAh/g，約450 mAh/g至約550 mAh/g，約450 mAh/g至約600 mAh/g，約450 mAh/g至約650 mAh/g，約450 mAh/g至約700 mAh/g，約450 mAh/g至約800 mAh/g，約500 mAh/g至約550 mAh/g，約500 mAh/g至約600 mAh/g，約500 mAh/g至約650 mAh/g，約500 mAh/g至約700 mAh/g，約500 mAh/g至約800 mAh/g，約550 mAh/g至約600 mAh/g，約550 mAh/g至約650 mAh/g，約550 mAh/g至約700 mAh/g，約550 mAh/g至約800 mAh/g，約600 mAh/g至約650 mAh/g，約600 mAh/g至約700 mAh/g，約600 mAh/g至約800 mAh/g，約650 mAh/g至約700 mAh/g，約650 mAh/g至約800 mAh/g，或約700 mAh/g至約800 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為約250 mAh/g、約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g、約650 mAh/g、約700 mAh/g，或約800 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約2C之放電率下的重量容量為至少約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g、約650 mAh/g、約700 mAh/g，或約800 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為約150 mAh/g至約650 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為至少約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為至多約650 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為約150 mAh/g至約200 mAh/g，約150 mAh/g至約250 mAh/g，約150 mAh/g至約300 mAh/g，約150 mAh/g至約350 mAh/g，約150 mAh/g至約400 mAh/g，約150 mAh/g至約450 mAh/g，約150 mAh/g至約500 mAh/g，約150 mAh/g至約550 mAh/g，約150 mAh/g至約600 mAh/g，約150 mAh/g至約650 mAh/g，約200 mAh/g至約250 mAh/g，約200 mAh/g至約300 mAh/g，約200 mAh/g至約350 mAh/g，約200 mAh/g至約400 mAh/g，約200 mAh/g至約450 mAh/g，約200 mAh/g至約500 mAh/g，約200 mAh/g至約550 mAh/g，約200 mAh/g至約600 mAh/g，約200 mAh/g至約650 mAh/g，約250 mAh/g至約300 mAh/g，約250 mAh/g至約350 mAh/g，約250 mAh/g至約400 mAh/g，約250 mAh/g至約450 mAh/g，約250 mAh/g至約500 mAh/g，約250 mAh/g至約550 mAh/g，約250 mAh/g至約600 mAh/g，約250 mAh/g至約650 mAh/g，約300 mAh/g至約350 mAh/g，約300 mAh/g至約400 mAh/g，約300 mAh/g至約450 mAh/g，約300 mAh/g至約500 mAh/g，約300 mAh/g至約550 mAh/g，約300 mAh/g至約600 mAh/g，約300 mAh/g至約650 mAh/g，約350 mAh/g至約400 mAh/g，約350 mAh/g至約450 mAh/g，約350 mAh/g至約500 mAh/g，約350 mAh/g至約550 mAh/g，約350 mAh/g至約600 mAh/g，約350 mAh/g至約650 mAh/g，約400 mAh/g至約450 mAh/g，約400 mAh/g至約500 mAh/g，約400 mAh/g至約550 mAh/g，約400 mAh/g至約600 mAh/g，約400 mAh/g至約650 mAh/g，約450 mAh/g至約500 mAh/g，約450 mAh/g至約550 mAh/g，約450 mAh/g至約600 mAh/g，約450 mAh/g至約650 mAh/g，約500 mAh/g至約550 mAh/g，約500 mAh/g至約600 mAh/g，約500 mAh/g至約650 mAh/g，約550 mAh/g至約600 mAh/g，約550 mAh/g至約650 mAh/g，或約600 mAh/g至約650 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為約150 mAh/g、約200 mAh/g、約250 mAh/g、約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g，或約650 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約10C之放電率下的重量容量為至少約200 mAh/g、約250 mAh/g、約300 mAh/g、約350 mAh/g、約400 mAh/g、約450 mAh/g、約500 mAh/g、約550 mAh/g、約600 mAh/g，或約650 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為約90 mAh/g至約350 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為至少約90 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為至多約350 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約125 mAh/g，約90 mAh/g至約150 mAh/g，約90 mAh/g至約175 mAh/g，約90 mAh/g至約200 mAh/g，約90 mAh/g至約225 mAh/g，約90 mAh/g至約250 mAh/g，約90 mAh/g至約275 mAh/g，約90 mAh/g至約300 mAh/g，約90 mAh/g至約325 mAh/g，約90 mAh/g至約350 mAh/g，約100 mAh/g至約125 mAh/g，約100 mAh/g至約150 mAh/g，約100 mAh/g至約175 mAh/g，約100 mAh/g至約200 mAh/g，約100 mAh/g至約225 mAh/g，約100 mAh/g至約250 mAh/g，約100 mAh/g至約275 mAh/g，約100 mAh/g至約300 mAh/g，約100 mAh/g至約325 mAh/g，約100 mAh/g至約350 mAh/g，約125 mAh/g至約150 mAh/g，約125 mAh/g至約175 mAh/g，約125 mAh/g至約200 mAh/g，約125 mAh/g至約225 mAh/g，約125 mAh/g至約250 mAh/g，約125 mAh/g至約275 mAh/g，約125 mAh/g至約300 mAh/g，約125 mAh/g至約325 mAh/g，約125 mAh/g至約350 mAh/g，約150 mAh/g至約175 mAh/g，約150 mAh/g至約200 mAh/g，約150 mAh/g至約225 mAh/g，約150 mAh/g至約250 mAh/g，約150 mAh/g至約275 mAh/g，約150 mAh/g至約300 mAh/g，約150 mAh/g至約325 mAh/g，約150 mAh/g至約350 mAh/g，約175 mAh/g至約200 mAh/g，約175 mAh/g至約225 mAh/g，約175 mAh/g至約250 mAh/g，約175 mAh/g至約275 mAh/g，約175 mAh/g至約300 mAh/g，約175 mAh/g至約325 mAh/g，約175 mAh/g至約350 mAh/g，約200 mAh/g至約225 mAh/g，約200 mAh/g至約250 mAh/g，約200 mAh/g至約275 mAh/g，約200 mAh/g至約300 mAh/g，約200 mAh/g至約325 mAh/g，約200 mAh/g至約350 mAh/g，約225 mAh/g至約250 mAh/g，約225 mAh/g至約275 mAh/g，約225 mAh/g至約300 mAh/g，約225 mAh/g至約325 mAh/g，約225 mAh/g至約350 mAh/g，約250 mAh/g至約275 mAh/g，約250 mAh/g至約300 mAh/g，約250 mAh/g至約325 mAh/g，約250 mAh/g至約350 mAh/g，約275 mAh/g至約300 mAh/g，約275 mAh/g至約325 mAh/g，約275 mAh/g至約350 mAh/g，約300 mAh/g至約325 mAh/g，約300 mAh/g至約350 mAh/g，或約325 mAh/g至約350 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為約90 mAh/g、約100 mAh/g、約125 mAh/g、約150 mAh/g、約175 mAh/g、約200 mAh/g、約225 mAh/g、約250 mAh/g、約275 mAh/g、約300 mAh/g、約325 mAh/g，或約350 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約60C之放電率下的重量容量為至少約100 mAh/g、約125 mAh/g、約150 mAh/g、約175 mAh/g、約200 mAh/g、約225 mAh/g、約250 mAh/g、約275 mAh/g、約300 mAh/g、約325 mAh/g，或約350 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為約60 mAh/g至約240 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為至少約60 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為至多約240 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約140 mAh/g，約60 mAh/g至約160 mAh/g，約60 mAh/g至約180 mAh/g，約60 mAh/g至約200 mAh/g，約60 mAh/g至約220 mAh/g，約60 mAh/g至約240 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約140 mAh/g，約80 mAh/g至約160 mAh/g，約80 mAh/g至約180 mAh/g，約80 mAh/g至約200 mAh/g，約80 mAh/g至約220 mAh/g，約80 mAh/g至約240 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約140 mAh/g，約100 mAh/g至約160 mAh/g，約100 mAh/g至約180 mAh/g，約100 mAh/g至約200 mAh/g，約100 mAh/g至約220 mAh/g，約100 mAh/g至約240 mAh/g，約120 mAh/g至約140 mAh/g，約120 mAh/g至約160 mAh/g，約120 mAh/g至約180 mAh/g，約120 mAh/g至約200 mAh/g，約120 mAh/g至約220 mAh/g，約120 mAh/g至約240 mAh/g，約140 mAh/g至約160 mAh/g，約140 mAh/g至約180 mAh/g，約140 mAh/g至約200 mAh/g，約140 mAh/g至約220 mAh/g，約140 mAh/g至約240 mAh/g，約160 mAh/g至約180 mAh/g，約160 mAh/g至約200 mAh/g，約160 mAh/g至約220 mAh/g，約160 mAh/g至約240 mAh/g，約180 mAh/g至約200 mAh/g，約180 mAh/g至約220 mAh/g，約180 mAh/g至約240 mAh/g，約200 mAh/g至約220 mAh/g，約200 mAh/g至約240 mAh/g，或約220 mAh/g至約240 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為約60 mAh/g、約80 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約140 mAh/g、約160 mAh/g、約180 mAh/g、約200 mAh/g、約220 mAh/g，或約240 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約100C之放電率下的重量容量為至少約80 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約140 mAh/g、約160 mAh/g、約180 mAh/g、約200 mAh/g、約220 mAh/g，或約240 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為約45 mAh/g至約180 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為至少約45 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為至多約180 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為約45 mAh/g至約50 mAh/g，約45 mAh/g至約60 mAh/g，約45 mAh/g至約70 mAh/g，約45 mAh/g至約80 mAh/g，約45 mAh/g至約100 mAh/g，約45 mAh/g至約120 mAh/g，約45 mAh/g至約130 mAh/g，約45 mAh/g至約140 mAh/g，約45 mAh/g至約150 mAh/g，約45 mAh/g至約160 mAh/g，約45 mAh/g至約180 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約130 mAh/g，約50 mAh/g至約140 mAh/g，約50 mAh/g至約150 mAh/g，約50 mAh/g至約160 mAh/g，約50 mAh/g至約180 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約130 mAh/g，約60 mAh/g至約140 mAh/g，約60 mAh/g至約150 mAh/g，約60 mAh/g至約160 mAh/g，約60 mAh/g至約180 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約130 mAh/g，約70 mAh/g至約140 mAh/g，約70 mAh/g至約150 mAh/g，約70 mAh/g至約160 mAh/g，約70 mAh/g至約180 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約130 mAh/g，約80 mAh/g至約140 mAh/g，約80 mAh/g至約150 mAh/g，約80 mAh/g至約160 mAh/g，約80 mAh/g至約180 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約130 mAh/g，約100 mAh/g至約140 mAh/g，約100 mAh/g至約150 mAh/g，約100 mAh/g至約160 mAh/g，約100 mAh/g至約180 mAh/g，約120 mAh/g至約130 mAh/g，約120 mAh/g至約140 mAh/g，約120 mAh/g至約150 mAh/g，約120 mAh/g至約160 mAh/g，約120 mAh/g至約180 mAh/g，約130 mAh/g至約140 mAh/g，約130 mAh/g至約150 mAh/g，約130 mAh/g至約160 mAh/g，約130 mAh/g至約180 mAh/g，約140 mAh/g至約150 mAh/g，約140 mAh/g至約160 mAh/g，約140 mAh/g至約180 mAh/g，約150 mAh/g至約160 mAh/g，約150 mAh/g至約180 mAh/g，或約160 mAh/g至約180 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為約45 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約130 mAh/g、約140 mAh/g、約150 mAh/g、約160 mAh/g，或約180 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約160C之放電率下的重量容量為至少約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約130 mAh/g、約140 mAh/g、約150 mAh/g、約160 mAh/g，或約180 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為約35 mAh/g至約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為至少約35 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為至多約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為約35 mAh/g至約40 mAh/g，約35 mAh/g至約50 mAh/g，約35 mAh/g至約60 mAh/g，約35 mAh/g至約70 mAh/g，約35 mAh/g至約80 mAh/g，約35 mAh/g至約90 mAh/g，約35 mAh/g至約100 mAh/g，約35 mAh/g至約120 mAh/g，約35 mAh/g至約130 mAh/g，約35 mAh/g至約140 mAh/g，約35 mAh/g至約150 mAh/g，約40 mAh/g至約50 mAh/g，約40 mAh/g至約60 mAh/g，約40 mAh/g至約70 mAh/g，約40 mAh/g至約80 mAh/g，約40 mAh/g至約90 mAh/g，約40 mAh/g至約100 mAh/g，約40 mAh/g至約120 mAh/g，約40 mAh/g至約130 mAh/g，約40 mAh/g至約140 mAh/g，約40 mAh/g至約150 mAh/g，約50 mAh/g至約60 mAh/g，約50 mAh/g至約70 mAh/g，約50 mAh/g至約80 mAh/g，約50 mAh/g至約90 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約120 mAh/g，約50 mAh/g至約130 mAh/g，約50 mAh/g至約140 mAh/g，約50 mAh/g至約150 mAh/g，約60 mAh/g至約70 mAh/g，約60 mAh/g至約80 mAh/g，約60 mAh/g至約90 mAh/g，約60 mAh/g至約100 mAh/g，約60 mAh/g至約120 mAh/g，約60 mAh/g至約130 mAh/g，約60 mAh/g至約140 mAh/g，約60 mAh/g至約150 mAh/g，約70 mAh/g至約80 mAh/g，約70 mAh/g至約90 mAh/g，約70 mAh/g至約100 mAh/g，約70 mAh/g至約120 mAh/g，約70 mAh/g至約130 mAh/g，約70 mAh/g至約140 mAh/g，約70 mAh/g至約150 mAh/g，約80 mAh/g至約90 mAh/g，約80 mAh/g至約100 mAh/g，約80 mAh/g至約120 mAh/g，約80 mAh/g至約130 mAh/g，約80 mAh/g至約140 mAh/g，約80 mAh/g至約150 mAh/g，約90 mAh/g至約100 mAh/g，約90 mAh/g至約120 mAh/g，約90 mAh/g至約130 mAh/g，約90 mAh/g至約140 mAh/g，約90 mAh/g至約150 mAh/g，約100 mAh/g至約120 mAh/g，約100 mAh/g至約130 mAh/g，約100 mAh/g至約140 mAh/g，約100 mAh/g至約150 mAh/g，約120 mAh/g至約130 mAh/g，約120 mAh/g至約140 mAh/g，約120 mAh/g至約150 mAh/g，約130 mAh/g至約140 mAh/g，約130 mAh/g至約150 mAh/g，或約140 mAh/g至約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為約35 mAh/g、約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約130 mAh/g、約140 mAh/g，或約150 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置在約200C之放電率下的重量容量為至少約40 mAh/g、約50 mAh/g、約60 mAh/g、約70 mAh/g、約80 mAh/g、約90 mAh/g、約100 mAh/g、約120 mAh/g、約130 mAh/g、約140 mAh/g，或約150 mAh/g。
在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為約5 mAh/g至約1,600 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為至少約5 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為至多約1,600 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為約5 mAh/g至約10 mAh/g，約5 mAh/g至約20 mAh/g，約5 mAh/g至約50 mAh/g，約5 mAh/g至約100 mAh/g，約5 mAh/g至約200 mAh/g，約5 mAh/g至約500 mAh/g，約5 mAh/g至約1,000 mAh/g，約5 mAh/g至約1,200 mAh/g，約5 mAh/g至約1,600 mAh/g，約10 mAh/g至約20 mAh/g，約10 mAh/g至約50 mAh/g，約10 mAh/g至約100 mAh/g，約10 mAh/g至約200 mAh/g，約10 mAh/g至約500 mAh/g，約10 mAh/g至約1,000 mAh/g，約10 mAh/g至約1,200 mAh/g，約10 mAh/g至約1,600 mAh/g，約20 mAh/g至約50 mAh/g，約20 mAh/g至約100 mAh/g，約20 mAh/g至約200 mAh/g，約20 mAh/g至約500 mAh/g，約20 mAh/g至約1,000 mAh/g，約20 mAh/g至約1,200 mAh/g，約20 mAh/g至約1,600 mAh/g，約50 mAh/g至約100 mAh/g，約50 mAh/g至約200 mAh/g，約50 mAh/g至約500 mAh/g，約50 mAh/g至約1,000 mAh/g，約50 mAh/g至約1,200 mAh/g，約50 mAh/g至約1,600 mAh/g，約100 mAh/g至約200 mAh/g，約100 mAh/g至約500 mAh/g，約100 mAh/g至約1,000 mAh/g，約100 mAh/g至約1,200 mAh/g，約100 mAh/g至約1,600 mAh/g，約200 mAh/g至約500 mAh/g，約200 mAh/g至約1,000 mAh/g，約200 mAh/g至約1,200 mAh/g，約200 mAh/g至約1,600 mAh/g，約500 mAh/g至約1,000 mAh/g，約500 mAh/g至約1,200 mAh/g，約500 mAh/g至約1,600 mAh/g，約1,000 mAh/g至約1,200 mAh/g，約1,000 mAh/g至約1,600 mAh/g，或約1,200mAh/g至約1,600 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為約5 mAh/g、約10 mAh/g、約20 mAh/g、約50 mAh/g、約100 mAh/g、約200 mAh/g、約500 mAh/g、約1,000 mAh/g、約1,200 mAh/g，或約1,600 mAh/g。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為至少約10 mAh/g、約20 mAh/g、約50 mAh/g、約100 mAh/g、約200 mAh/g、約500 mAh/g、約1,000 mAh/g、約1,200 mAh/g，或約1,600 mAh/g。
在一些實施例中，本揭露之能量儲存裝置展現極佳的率能力及高達約847C之超快的充電/放電率。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電率為約100C至約1,600C。充電率或C率為對能量儲存裝置相對於其最大容量充電之速率的量測。充電率為0.5C、1C及200C之能量儲存裝置充滿電分別花費2小時、1小時及18秒。
在一些實施例中，與對習知電池充電所需的幾小時相比，本揭露之能量儲存裝置可在僅幾秒內再充電。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為約1.5秒至約3,000秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為至少約1.5秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為至多約3,000秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為約1.5秒至約2秒，約1.5秒至約5秒，約1.5秒至約10秒，約1.5秒至約20秒，約1.5秒至約50秒，約1.5秒至約100秒，約1.5秒至約200秒，約1.5秒至約500秒，約1.5秒至約1,000秒，約1.5秒至約2,000秒，約1.5秒至約3,000秒，約2秒至約5秒，約2秒至約10秒，約2秒至約20秒，約2秒至約50秒，約2秒至約100秒，約2秒至約200秒，約2秒至約500秒，約2秒至約1,000秒，約2秒至約2,000秒，約2秒至約3,000秒，約5秒至約10秒，約5秒至約20秒，約5秒至約50秒，約5秒至約100秒，約5秒至約200秒，約5秒至約500秒，約5秒至約1,000秒，約5秒至約2,000秒，約5秒至約3,000秒，約10秒至約20秒，約10秒至約50秒，約10秒至約100秒，約10秒至約200秒，約10秒至約500秒，約10秒至約1,000秒，約10秒至約2,000秒，約10秒至約3,000秒，約20秒至約50秒，約20秒至約100秒，約20秒至約200秒，約20秒至約500秒，約20秒至約1,000秒，約20秒至約2,000秒，約20秒至約3,000秒，約50秒至約100秒，約50秒至約200秒，約50秒至約500秒，約50秒至約1,000秒，約50秒至約2,000秒，約50秒至約3,000秒，約100秒至約200秒，約100秒至約500秒，約100秒至約1,000秒，約100秒至約2,000秒，約100秒至約3,000秒，約200秒至約500秒，約200秒至約1,000秒，約200秒至約2,000秒，約200秒至約3,000秒，約500秒至約1,000秒，約500秒至約2,000秒，約500秒至約3,000秒，約1,000秒至約2,000秒，約1,000秒至約3,000秒，或約2,000秒至約3,000秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為約1.5秒、約2秒、約5秒、約10秒、約20秒、約50秒、約100秒、約200秒、約500秒、約1,000秒、約2,000秒，或約3,000秒。在一些實施例中，能量儲存裝置之再充電時間為至多約1.5秒、約2秒、約5秒、約10秒、約20秒、約50秒、約100秒、約200秒、約500秒、約1,000秒、約2,000秒，或約3,000秒。
18650形式因子將能量儲存裝置之大小定義為直徑為約16 mm且長度為約65 mm之圓形。
在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為約2毫歐至約10毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為至少約2毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為至多約10毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為約2毫歐至約2.5毫歐，約2毫歐至約3毫歐，約2毫歐至約3.5毫歐，約2毫歐至約4毫歐，約2毫歐至約4.5毫歐，約2毫歐至約5毫歐，約2毫歐至約6毫歐，約2毫歐至約7毫歐，約2毫歐至約8毫歐，約2毫歐至約10毫歐，約2.5毫歐至約3毫歐，約2.5毫歐至約3.5毫歐，約2.5毫歐至約4毫歐，約2.5毫歐至約4.5毫歐，約2.5毫歐至約5毫歐，約2.5毫歐至約6毫歐，約2.5毫歐至約7毫歐，約2.5毫歐至約8毫歐，約2.5毫歐至約10毫歐，約3毫歐至約3.5毫歐，約3毫歐至約4毫歐，約3毫歐至約4.5毫歐，約3毫歐至約5毫歐，約3毫歐至約6毫歐，約3毫歐至約7毫歐，約3毫歐至約8毫歐，約3毫歐至約10毫歐，約3.5毫歐至約4毫歐，約3.5毫歐至約4.5毫歐，約3.5毫歐至約5毫歐，約3.5毫歐至約6毫歐，約3.5毫歐至約7毫歐，約3.5毫歐至約8毫歐，約3.5毫歐至約10毫歐，約4毫歐至約4.5毫歐，約4毫歐至約5毫歐，約4毫歐至約6毫歐，約4毫歐至約7毫歐，約4毫歐至約8毫歐，約4毫歐至約10毫歐，約4.5毫歐至約5毫歐，約4.5毫歐至約6毫歐，約4.5毫歐至約7毫歐，約4.5毫歐至約8毫歐，約4.5毫歐至約10毫歐，約5毫歐至約6毫歐，約5毫歐至約7毫歐，約5毫歐至約8毫歐，約5毫歐至約10毫歐，約6毫歐至約7毫歐，約6毫歐至約8毫歐，約6毫歐至約10毫歐，約7毫歐至約8毫歐，約7毫歐至約10毫歐，或約8毫歐至約10毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為約2毫歐、約2.5毫歐、約3毫歐、約3.5毫歐、約4毫歐、約4.5毫歐、約5毫歐、約6毫歐、約7毫歐、約8毫歐，或約10毫歐。在一些實施例中，能量儲存裝置在18650形式因子中之等效串聯電阻為至多約2毫歐、約2.5毫歐、約3毫歐、約3.5毫歐、約4毫歐、約4.5毫歐、約5毫歐、約6毫歐、約7毫歐，或約8毫歐。
在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為約500個循環至約10,000個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為至少約500個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為至多約10,000個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為約500個循環至約600個循環，約500個循環至約700個循環，約500個循環至約800個循環，約500個循環至約1,000個循環，約500個循環至約2,000個循環，約500個循環至約3,000個循環，約500個循環至約5,000個循環，約500個循環至約6,000個循環，約500個循環至約7,000個循環，約500個循環至約8,000個循環，約500個循環至約10,000個循環，約600個循環至約700個循環，約600個循環至約800個循環，約600個循環至約1,000個循環，約600個循環至約2,000個循環，約600個循環至約3,000個循環，約600個循環至約5,000個循環，約600個循環至約6,000個循環，約600個循環至約7,000個循環，約600個循環至約8,000個循環，約600個循環至約10,000個循環，約700個循環至約800個循環，約700個循環至約1,000個循環，約700個循環至約2,000個循環，約700個循環至約3,000個循環，約700個循環至約5,000個循環，約700個循環至約6,000個循環，約700個循環至約7,000個循環，約700個循環至約8,000個循環，約700個循環至約10,000個循環，約800個循環至約1,000個循環，約800個循環至約2,000個循環，約800個循環至約3,000個循環，約800個循環至約5,000個循環，約800個循環至約6,000個循環，約800個循環至約7,000個循環，約800個循環至約8,000個循環，約800個循環至約10,000個循環，約1,000個循環至約2,000個循環，約1,000個循環至約3,000個循環，約1,000個循環至約5,000個循環，約1,000個循環至約6,000個循環，約1,000個循環至約7,000個循環，約1,000個循環至約8,000個循環，約1,000個循環至約10,000個循環，約2,000個循環至約3,000個循環，約2,000個循環至約5,000個循環，約2,000個循環至約6,000個循環，約2,000個循環至約7,000個循環，約2,000個循環至約8,000個循環，約2,000個循環至約10,000個循環，約3,000個循環至約5,000個循環，約3,000個循環至約6,000個循環，約3,000個循環至約7,000個循環，約3,000個循環至約8,000個循環，約3,000個循環至約10,000個循環，約5,000個循環至約6,000個循環，約5,000個循環至約7,000個循環，約5,000個循環至約8,000個循環，約5,000個循環至約10,000個循環，約6,000個循環至約7,000個循環，約6,000個循環至約8,000個循環，約6,000個循環至約10,000個循環，約7,000個循環至約8,000個循環，約7,000個循環至約10,000循環，或約8,000個循環至約10,000個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為約500個循環、約600個循環、約700個循環、約800個循環、約1,000個循環、約2,000個循環、約3,000個循環、約5,000個循環、約6,000個循環、約7,000個循環、約8,000個循環，或約10,000個循環。在一些實施例中，能量儲存裝置之充電/放電壽命為至少約600個循環、約700個循環、約800個循環、約1,000個循環、約2,000個循環、約3,000個循環、約5,000個循環、約6,000個循環、約7,000個循環、約8,000個循環，或約10,000個循環。
在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小約10%至約30%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小至少約10%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小至多約30%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小約10%至約12%，約10%至約14%，約10%至約16%，約10%至約18%，約10%至約20%，約10%至約22%，約10%至約24%，約10%至約26%，約10%至約28%，約10%至約30%，約12%至約14%，約12%至約16%，約12%至約18%，約12%至約20%，約12%至約22%，約12%至約24%，約12%至約26%，約12%至約28%，約12%至約30%，約14%至約16%，約14%至約18%，約14%至約20%，約14%至約22%，約14%至約24%，約14%至約26%，約14%至約28%，約14%至約30%，約16%至約18%，約16%至約20%，約16%至約22%，約16%至約24%，約16%至約26%，約16%至約28%，約16%至約30%，約18%至約20%，約18%至約22%，約18%至約24%，約18%至約26%，約18%至約28%，約18%至約30%，約20%至約22%，約20%至約24%，約20%至約26%，約20%至約28%，約20%至約30%，約22%至約24%，約22%至約26%，約22%至約28%，約22%至約30%，約24%至約26%，約24%至約28%，約24%至約30%，約26%至約28%，約26%至約30%，或約28%至約30%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約22%、約24%、約26%、約28%，或約30%。在一些實施例中，能量儲存裝置之容量、功率密度及能量密度中之至少一者在約10,000個循環之後減小至少約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約22%、約24%、約26%，或約28%。
在一些實施例中，能量儲存裝置包括：包括Zn-Fe LDH/3DGA之第一電極及包括Ni(OH) 2之第二電極。根據 圖 14A根據3E電池能量儲存裝置之CV圖示出了第一電極及第二電極中之每一者的效能特性，3E電池能量儲存裝置包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極及包括Ni(OH) 2之例示性第二電極。
在一些實施例中，能量儲存裝置包括：包括Zn-Fe LDH/3DGA之第一電極、包括Ni(OH) 2之第二電極，及包括ZnO飽和之KOH溶液的電解液。根據 圖 14B中之CV圖示出了包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之第一電極、包括Ni(OH) 2之第二電極及包括ZnO飽和之KOH溶液的電解液的例示性能量儲存裝置在10 mV/s之掃描速率下的效能特性。另外，根據 圖 15A-15D中之電流充電/放電圖(GCD)分別顯示了包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之第一電極、包括Ni(OH) 2之第二電極及包括ZnO飽和之KOH溶液的電解液的例示性能量儲存裝置在1C至4C、10C至80C、100C至200C，及1C至200C之放電率下的效能特性。如 圖 15A-15D中所見，例示性能量儲存裝置展現穩定的放電率，從而在整個放電期間實現高能量及功率輸出。
另外， 圖 17示出了包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之第一電極、包括Ni(OH) 2之第二電極，及包括ZnO飽和之KOH溶液的電解液之例示性能量儲存裝置的尼奎斯特圖。
3E電池及3.0 M KOH中之包括Ni(OH) 2之例示性第二電極的效能特徵由 圖 18A中之尼奎斯特圖及根據 圖 18B之高頻阻抗頻譜進一步表徵。
最後， 圖 19為符合 圖 17中之實驗電化學阻抗頻譜(EIS)量測之等效電路的圖示。根據 圖 19中之圖示的等效電路特性在下表5中列出。


性質 值
Rs(Ω) 0.92
Rct1(Ω) 0.23
CPE1(F s n − 1) 0.99
n1 0.91
Rct2(Ω) 1.33
W(Ω s − 1/2) 6.24
CPE2(F sn−1) 0.077
n2 0.55
表5
形成第一電極之方法
在某些實施例中，本文中描述了形成第一電極之方法，該方法包括：形成溶液；攪拌溶液；加熱溶液；冷卻溶液；在溶劑中沖洗溶液；及冷凍乾燥溶液。
在一些實施例中，溶液包括還原劑、潮解物，及碳基分散液。在一些實施例中，還原劑包括尿素、檸檬酸、抗壞血酸、肼水合物、氫醌、硼氫化鈉、溴化氫、碘化氫，或其任何組合。在一些實施例中，強鹼包括尿素。在一些實施例中，強鹼包括氫醌。在一些實施例中，強鹼包括抗壞血酸。
在一些實施例中，潮解物包括鹽。在一些實施例中，鹽包括檸檬酸鹽、氯鹽、硝酸鹽，或其任何組合。在一些實施例中，檸檬酸鹽包括檸檬酸鋅(III)、檸檬酸鋅(III)六水合物、檸檬酸鐵(III)、檸檬酸鐵(III)六水合物，或其任何組合。在一些實施例中，氯鹽包括氯化鋅(III)、硝酸鋅(III)六水合物、氯化鐵(III)、氯化鐵(III)六水合物，或其任何組合。在一些實施例中，硝酸鹽包括硝酸鋅(III)、硝酸鋅(III)六水合物、硝酸鐵(III)、硝酸鐵(III)六水合物，或其任何組合。在一些實施例中，潮解物包括硝酸鋅(III)六水合物。在一些實施例中，潮解物包括硝酸鐵(III)。在一些實施例中，潮解物包括硝酸鋅(II)六水合物。
在一些實施例中，碳基分散液包括碳基發泡體、碳基氣凝膠、碳基水凝膠、碳基離子凝膠、碳基奈米薄片、碳奈米管、碳奈米薄片、碳布，或其任何組合。在一些實施例中，碳基分散液包括石墨烯、氧化石墨烯、石墨、活性碳、碳黑，或其任何組合。在一些實施例中，碳基分散液包括碳奈米管。在一些實施例中，碳基分散液包括氧化石墨烯。在一些實施例中，碳基分散液包括活性碳。
在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為約30%至約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為至少約30%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為至多約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為約30%至約35%，約30%至約40%，約30%至約45%，約30%至約50%，約30%至約55%，約30%至約60%，約30%至約65%，約30%至約70%，約30%至約75%，約30%至約80%，約30%至約90%，約35%至約40%，約35%至約45%，約35%至約50%，約35%至約55%，約35%至約60%，約35%至約65%，約35%至約70%，約35%至約75%，約35%至約80%，約35%至約90%，約40%至約45%，約40%至約50%，約40%至約55%，約40%至約60%，約40%至約65%，約40%至約70%，約40%至約75%，約40%至約80%，約40%至約90%，約45%至約50%，約45%至約55%，約45%至約60%，約45%至約65%，約45%至約70%，約45%至約75%，約45%至約80%，約45%至約90%，約50%至約55%，約50%至約60%，約50%至約65%，約50%至約70%，約50%至約75%，約50%至約80%，約50%至約90%，約55%至約60%，約55%至約65%，約55%至約70%，約55%至約75%，約55%至約80%，約55%至約90%，約60%至約65%，約60%至約70%，約60%至約75%，約60%至約80%，約60%至約90%，約65%至約70%，約65%至約75%，約65%至約80%，約65%至約90%，約70%至約75%，約70%至約80%，約70%至約90%，約75%至約80%，約75%至約90%，或約80%至約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%或約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為至少約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%或約90%。在一些實施例中，還原劑在溶液中之質量百分比為至多約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%或約80%。
在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為約5%至約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為至少約5%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為至多約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為約5%至約6%，約5%至約8%，約5%至約10%，約5%至約12%，約5%至約14%，約5%至約16%，約5%至約18%，約5%至約20%，約5%至約25%，約5%至約30%，約6%至約8%，約6%至約10%，約6%至約12%，約6%至約14%，約6%至約16%，約6%至約18%，約6%至約20%，約6%至約25%，約6%至約30%，約8%至約10%，約8%至約12%，約8%至約14%，約8%至約16%，約8%至約18%，約8%至約20%，約8%至約25%，約8%至約30%，約10%至約12%，約10%至約14%，約10%至約16%，約10%至約18%，約10%至約20%，約10%至約25%，約10%至約30%，約12%至約14%，約12%至約16%，約12%至約18%，約12%至約20%，約12%至約25%，約12%至約30%，約14%至約16%，約14%至約18%，約14%至約20%，約14%至約25%，約14%至約30%，約16%至約18%，約16%至約20%，約16%至約25%，約16%至約30%，約18%至約20%，約18%至約25%，約18%至約30%，約20%至約25%，約20%至約30%，或約25%至約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為約5%、約6%、約8%、約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約25%或約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為至少約6%、約8%、約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約25%或約30%。在一些實施例中，潮解物在溶液中之質量百分比為至多約5%、約6%、約8%、約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%或約25%。
在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為約10%至約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為至少約10%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為至多約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為約10%至約12%，約10%至約14%，約10%至約16%，約10%至約18%，約10%至約20%，約10%至約24%，約10%至約28%，約10%至約32%，約10%至約34%，約10%至約40%，約12%至約14%，約12%至約16%，約12%至約18%，約12%至約20%，約12%至約24%，約12%至約28%，約12%至約32%，約12%至約34%，約12%至約40%，約14%至約16%，約14%至約18%，約14%至約20%，約14%至約24%，約14%至約28%，約14%至約32%，約14%至約34%，約14%至約40%，約16%至約18%，約16%至約20%，約16%至約24%，約16%至約28%，約16%至約32%，約16%至約34%，約16%至約40%，約18%至約20%，約18%至約24%，約18%至約28%，約18%至約32%，約18%至約34%，約18%至約40%，約20%至約24%，約20%至約28%，約20%至約32%，約20%至約34%，約20%至約40%，約24%至約28%，約24%至約32%，約24%至約34%，約24%至約40%，約28%至約32%，約28%至約34%，約28%至約40%，約32%至約34%，約32%至約40%，或約34%至約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約24%、約28%、約32%、約34%或約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為至少約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約24%、約28%、約32%、約34%或約40%。在一些實施例中，碳基分散液在溶液中之質量百分比為至多約10%、約12%、約14%、約16%、約18%、約20%、約24%、約28%、約32%或約34%。
在一些實施例中，攪拌溶液持續約10分鐘至約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至少約10分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至多約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至少約10分鐘至約15分鐘，約10分鐘至約20分鐘，約10分鐘至約25分鐘，約10分鐘至約30分鐘，約10分鐘至約35分鐘，約10分鐘至約40分鐘，約10分鐘至約45分鐘，約10分鐘至約50分鐘，約10分鐘至約55分鐘，約10分鐘至約60分鐘，約15分鐘至約20分鐘，約15分鐘至約25分鐘，約15分鐘至約30分鐘，約15分鐘至約35分鐘，約15分鐘至約40分鐘，約15分鐘至約45分鐘，約15分鐘至約50分鐘，約15分鐘至約55分鐘，約15分鐘至約60分鐘，約20分鐘至約25分鐘，約20分鐘至約30分鐘，約20分鐘至約35分鐘，約20分鐘至約40分鐘，約20分鐘至約45分鐘，約20分鐘至約50分鐘，約20分鐘至約55分鐘，約20分鐘至約60分鐘，約25分鐘至約30分鐘，約25分鐘至約35分鐘，約25分鐘至約40分鐘，約25分鐘至約45分鐘，約25分鐘至約50分鐘，約25分鐘至約55分鐘，約25分鐘至約60分鐘，約30分鐘至約35分鐘，約30分鐘至約40分鐘，約30分鐘至約45分鐘，約30分鐘至約50分鐘，約30分鐘至約55分鐘，約30分鐘至約60分鐘，約35分鐘至約40分鐘，約35分鐘至約45分鐘，約35分鐘至約50分鐘，約35分鐘至約55分鐘，約35分鐘至約60分鐘，約40分鐘至約45分鐘，約40分鐘至約50分鐘，約40分鐘至約55分鐘，約40分鐘至約60分鐘，約45分鐘至約50分鐘，約45分鐘至約55分鐘，約45分鐘至約60分鐘，約50分鐘至約55分鐘，約50分鐘至約60分鐘，或約55分鐘至約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續約10分鐘、約15分鐘、約20分鐘、約25分鐘、約30分鐘、約35分鐘、約40分鐘、約45分鐘、約50分鐘、約55分鐘，或約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至少約15分鐘、約20分鐘、約25分鐘、約30分鐘、約35分鐘、約40分鐘、約45分鐘、約50分鐘、約55分鐘，或約60分鐘之時間段。在一些實施例中，攪拌溶液持續至多約10分鐘、約15分鐘、約20分鐘、約25分鐘、約30分鐘、約35分鐘、約40分鐘、約45分鐘、約50分鐘，或約55分鐘之時間段。
在一些實施例中，藉由高壓釜、爐子、火、本生燈、熱交換器、微波或其任何組合來加熱溶液。
在一些實施例中，在約80℃至約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在至少約80℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在至多約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在約80℃至約100℃，約80℃至約120℃，約80℃至約140℃，約80℃至約160℃，約80℃至約180℃，約80℃至約200℃，約80℃至約240℃，約80℃至約280℃，約80℃至約320℃，約80℃至約360℃，約100℃至約120℃，約100℃至約140℃，約100℃至約160℃，約100℃至約180℃，約100℃至約200℃，約100℃至約240℃，約100℃至約280℃，約100℃至約320℃，約100℃至約360℃，約120℃至約140℃，約120℃至約160℃，約120℃至約180℃，約120℃至約200℃，約120℃至約240℃，約120℃至約280℃，約120℃至約320℃，約120℃至約360℃，約140℃至約160℃，約140℃至約180℃，約140℃至約200℃，約140℃至約240℃，約140℃至約280℃，約140℃至約320℃，約140℃至約360℃，約160℃至約180℃，約160℃至約200℃，約160℃至約240℃，約160℃至約280℃，約160℃至約320℃，約160℃至約360℃，約180℃至約200℃，約180℃至約240℃，約180℃至約280℃，約180℃至約320℃，約180℃至約360℃，約200℃至約240℃，約200℃至約280℃，約200℃至約320℃，約200℃至約360℃，約240℃至約280℃，約240℃至約320℃，約240℃至約360℃，約280℃至約320℃，約280℃至約360℃，或約320℃至約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在約80℃、約100℃、約120℃、約140℃、約160℃、約180℃、約200℃、約240℃、約280℃、約320℃，或約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在至少約100℃、約120℃、約140℃、約160℃、約180℃、約200℃、約240℃、約280℃、約320℃，或約360℃之溫度下加熱溶液。在一些實施例中，在至多約80℃、約100℃、約120℃、約140℃、約160℃、約180℃、約200℃、約240℃、約280℃，或約320℃之溫度下加熱溶液。
在一些實施例中，加熱溶液持續約4小時至約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續至少約4小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續至多約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續約4小時至約5小時，約4小時至約6小時，約4小時至約7小時，約4小時至約8小時，約4小時至約9小時，約4小時至約10小時，約4小時至約11小時，約4小時至約12小時，約4小時至約13小時，約4小時至約14小時，約4小時至約16小時，約5小時至約6小時，約5小時至約7小時，約5小時至約8小時，約5小時至約9小時，約5小時至約10小時，約5小時至約11小時，約5小時至約12小時，約5小時至約13小時，約5小時至約14小時，約5小時至約16小時，約6小時至約7小時，約6小時至約8小時，約6小時至約9小時，約6小時至約10小時，約6小時至約11小時，約6小時至約12小時，約6小時至約13小時，約6小時至約14小時，約6小時至約16小時，約7小時至約8小時，約7小時至約9小時，約7小時至約10小時，約7小時至約11小時，約7小時至約12小時，約7小時至約13小時，約7小時至約14小時，約7小時至約16小時，約8小時至約9小時，約8小時至約10小時，約8小時至約11小時，約8小時至約12小時，約8小時至約13小時，約8小時至約14小時，約8小時至約16小時，約9小時至約10小時，約9小時至約11小時，約9小時至約12小時，約9小時至約13小時，約9小時至約14小時，約9小時至約16小時，約10小時至約11小時，約10小時至約12小時，約10小時至約13小時，約10小時至約14小時，約10小時至約16小時，約11小時至約12小時，約11小時至約13小時，約11小時至約14小時，約11小時至約16小時，約12小時至約13小時，約12小時至約14小時，約12小時至約16小時，約13小時至約14小時，約13小時至約16小時，或約14小時至約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續約4小時、約5小時、約6小時、約7小時、約8小時、約9小時、約10小時、約11小時、約12小時、約13小時、約14小時，或約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續至少約5小時、約6小時、約7小時、約8小時、約9小時、約10小時、約11小時、約12小時、約13小時、約14小時，或約16小時之時間段。在一些實施例中，加熱溶液持續至多約4小時、約5小時、約6小時、約7小時、約8小時、約9小時、約10小時、約11小時、約12小時、約13小時，或約14小時之時間段。
在一些實施例中，溶劑包括去離子水、丙酮、水，或其任何組合。在一些實施例中，冷凍乾燥溶液。在一些實施例中，在真空下冷凍乾燥溶液。
在一些實施例中，第一電極經組態以用作正電極。在一些實施例中，第一電極經組態以用作負電極。
形成第二電極之方法
在某些實施例中，本文中描述了形成第二電極之方法，該方法包括：藉由在酸中處理導電支架而形成第二電流收集器；洗滌第二電流收集器；及將氫氧化物沈積至第二電流收集器上。
在一些實施例中，第二電流收集器包括導電發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鋁發泡體、碳發泡體、石墨烯發泡體、石墨發泡體、銅發泡體、鎳發泡體、鈀發泡體、鉑發泡體、鋼發泡體，或其任何組合。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨烯發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括石墨發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括銅發泡體。在一些實施例中，導電發泡體包括鎳發泡體。
在一些實施例中，酸包括強酸。在一些實施例中，酸包括過氯酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸、甲磺酸、對甲苯磺酸、鹽酸，或其任何組合。在一些實施例中，酸包括氫溴酸。在一些實施例中，酸包括鹽酸。
在一些實施例中，酸之濃度為約1 M至約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為至少約1 M。在一些實施例中，酸之濃度為至多約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為約1 M至約1.5 M，約1 M至約2 M，約1 M至約2.5 M，約1 M至約3 M，約1 M至約3.5 M，約1 M至約4 M，約1 M至約4.5 M，約1 M至約5 M，約1 M至約5.5 M，約1 M至約6 M，約1.5 M至約2 M，約1.5 M至約2.5 M，約1.5 M至約3 M，約1.5 M至約3.5 M，約1.5 M至約4 M，約1.5 M至約4.5 M，約1.5 M至約5 M，約1.5 M至約5.5 M，約1.5 M至約6 M，約2 M至約2.5 M，約2 M至約3 M，約2 M至約3.5 M，約2 M至約4 M，約2 M至約4.5 M，約2 M至約5 M，約2 M至約5.5 M，約2 M至約6 M，約2.5 M至約3 M，約2.5 M至約3.5 M，約2.5 M至約4 M，約2.5 M至約4.5 M，約2.5 M至約5 M，約2.5 M至約5.5 M，約2.5 M至約6 M，約3 M至約3.5 M，約3 M至約4 M，約3 M至約4.5 M，約3 M至約5 M，約3 M至約5.5 M，約3 M至約6 M，約3.5 M至約4 M，約3.5M至約4.5 M，約3.5 M至約5 M，約3.5 M至約5.5 M，約3.5 M至約6 M，約4 M至約4.5 M，約4 M至約5 M，約4 M至約5.5 M，約4 M至約6 M，約4.5 M至約5 M，約4.5 M至約5.5 M，約4.5 M至約6 M，約5 M至約5.5 M，約5 M至約6 M，或約5.5 M至約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為約1 M、約1.5 M、約2 M、約2.5 M、約3 M、約3.5 M、約4 M、約4.5 M、約5 M、約5.5 M，或約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為至少約1.5 M、約2 M、約2.5 M、約3 M、約3.5 M、約4 M、約4.5 M、約5 M、約5.5 M，或約6 M。在一些實施例中，酸之濃度為至多約1 M、約1.5 M、約2 M、約2.5 M、約3 M、約3.5 M、約4 M、約4.5 M、約5 M，或約5.5 M。
在一些實施例中，處理導電發泡體持續約1分鐘至約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續至少約1分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續至多約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續約1分鐘至約2分鐘，約1分鐘至約4分鐘，約1分鐘至約6分鐘，約1分鐘至約8分鐘，約1分鐘至約10分鐘，約1分鐘至約14分鐘，約1分鐘至約18分鐘，約1分鐘至約22分鐘，約1分鐘至約26分鐘，約1分鐘至約30分鐘，約2分鐘至約4分鐘，約2分鐘至約6分鐘，約2分鐘至約8分鐘，約2分鐘至約10分鐘，約2分鐘至約14分鐘，約2分鐘至約18分鐘，約2分鐘至約22分鐘，約2分鐘至約26分鐘，約2分鐘至約30分鐘，約4分鐘至約6分鐘，約4分鐘至約8分鐘，約4分鐘至約10分鐘，約4分鐘至約14分鐘，約4分鐘至約18分鐘，約4分鐘至約22分鐘，約4分鐘至約26分鐘，約4分鐘至約30分鐘，約6分鐘至約8分鐘，約6分鐘至約10分鐘，約6分鐘至約14分鐘，約6分鐘至約18分鐘，約6分鐘至約22分鐘，約6分鐘至約26分鐘，約6分鐘至約30分鐘，約8分鐘至約10分鐘，約8分鐘至約14分鐘，約8分鐘至約18分鐘，約8分鐘至約22分鐘，約8分鐘至約26分鐘，約8分鐘至約30分鐘，約10分鐘至約14分鐘，約10分鐘至約18分鐘，約10分鐘至約22分鐘，約10分鐘至約26分鐘，約10分鐘至約30分鐘，約14分鐘至約18分鐘，約14分鐘至約22分鐘，約14分鐘至約26分鐘，約14分鐘至約30分鐘，約18分鐘至約22分鐘，約18分鐘至約26分鐘，約18分鐘至約30分鐘，約22分鐘至約26分鐘，約22分鐘至約30分鐘，或約26分鐘至約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續約1分鐘、約2分鐘、約4分鐘、約6分鐘、約8分鐘、約10分鐘、約14分鐘、約18分鐘、約22分鐘、約26分鐘，或約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續至少約2分鐘、約4分鐘、約6分鐘、約8分鐘、約10分鐘、約14分鐘、約18分鐘、約22分鐘、約26分鐘，或約30分鐘之時間段。在一些實施例中，處理導電發泡體持續至多約1分鐘、約2分鐘、約4分鐘、約6分鐘、約8分鐘、約10分鐘、約14分鐘、約18分鐘、約22分鐘，或約26分鐘之時間段。
在一些實施例中，在去離子水、丙酮、水，或其任何組合中洗滌導電發泡體。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鋁、氫氧化銨、氫氧化砷、氫氧化鋇、氫氧化鈹、氫氧化鉍(III)、氫氧化硼、氫氧化鎘、氫氧化鈣、氫氧化鈰(III)、氫氧化銫、氫氧化鉻(II)、氫氧化鉻(III)、氫氧化鉻(V)、氫氧化鉻(VI)、氫氧化鈷(II)、氫氧化鈷(III)、氫氧化銅(I)、氫氧化銅(II)、氫氧化鎵(II)、氫氧化鎵(III)、氫氧化金(I)、氫氧化金(III)、氫氧化銦(I)、氫氧化銦(II)、氫氧化銦(III)、氫氧化銥(III)、氫氧化鐵(II)、氫氧化鐵(III)、氫氧化鑭、氫氧化鉛(II)、氫氧化鉛(IV)、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氫氧化錳(II)、氫氧化錳(III)、氫氧化錳(IV)、氫氧化錳(VII)、氫氧化汞(I)、氫氧化汞(II)、氫氧化鉬、氫氧化釹、氧代氫氧化鎳、氫氧化鎳(II)、氫氧化鎳(III)、氫氧化鈮、氫氧化鋨(IV)、氫氧化鈀(II)、氫氧化鈀(IV)、氫氧化鉑(II)、氫氧化鉑(IV)、氫氧化鈈(IV)、氫氧化鉀、氫氧化鐳、氫氧化銣、氫氧化釕(III)、氫氧化鈧、氫氧化矽、氫氧化銀、氫氧化鈉、氫氧化鍶、氫氧化鉭(V)、氫氧化鎝(II)、四甲基氫氧化銨、氫氧化鉈(I)、氫氧化鉈(III)、氫氧化釷、氫氧化錫(II)、氫氧化錫(IV)、氫氧化鈦(II)、氫氧化鈦(III)、氫氧化鈦(IV)、氫氧化鎢(II)、氫氧化氧鈾、氫氧化釩(II)、氫氧化釩(III)、氫氧化釩(V)、氫氧化鐿、氫氧化釔、氫氧化鋅、氫氧化鋯或其任何組合。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈀(II)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈀(IV)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米片、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米粉末、氫氧化物奈米花、氫氧化物奈米點、氫氧化物奈米棒、氫氧化物奈米鏈、氫氧化物奈米纖維、氫氧化物奈米粒子、氫氧化物奈米微板、氫氧化物奈米帶、氫氧化物奈米環、氫氧化物奈米薄片，或其組合。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米薄片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化物奈米片。
在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鈷(III)奈米薄片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(III)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(I)奈米片。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化銅(II)奈米粉末。在一些實施例中，氫氧化物包括氫氧化鎳(II)奈米片。
在一些實施例中，將氫氧化物沈積至第二電流收集器上包括藉由電化學沈積、電塗、電泳沈積、微波合成、光熱沈積、熱分解雷射沈積、水熱合成，或其任何組合將氫氧化物沈積至第二電流收集器上。在一些實施例中，電化學沈積包括循環伏安法。在一些實施例中，循環伏安法包括將連續電位掃描施加至第二電流收集器。在一些實施例中，將連續電位掃描施加至第二電流收集器包括在催化劑中將連續電位掃描施加至第二電流收集器。
在一些實施例中，在約-2.4 V至約-0.3 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至少約-2.4 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至多約-0.3 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在約-0.3 V至約-0.5 V，約-0.3 V至約-0.9 V，約-0.3 V至約-1.1 V，約-0.3 V至約-1.3 V，約-0.3 V至約-1.5 V，約-0.3 V至約-1.7 V，約-0.3 V至約-1.9 V，約-0.3 V至約-2.1 V，約-0.3 V至約-2.3 V，約-0.3 V至約-2.4 V，約-0.5 V至約-0.9 V，約-0.5 V至約-1.1 V，約-0.5 V至約-1.3 V，約-0.5 V至約-1.5 V，約-0.5 V至約-1.7 V，約-0.5 V至約-1.9 V，約-0.5 V至約-2.1 V，約-0.5 V至約-2.3 V，約-0.5 V至約-2.4 V，約-0.9 V至約-1.1 V，約-0.9 V至約-1.3 V，約-0.9 V至約-1.5 V，約-0.9 V至約-1.7 V，約-0.9 V至約-1.9 V，約-0.9 V至約-2.1 V，約-0.9 V至約-2.3 V，約-0.9 V至約-2.4 V，約-1.1 V至約-1.3 V，約-1.1 V至約-1.5 V，約-1.1 V至約-1.7 V，約-1.1 V至約-1.9 V，約-1.1 V至約-2.1 V，約-1.1 V至約-2.3 V，約-1.1 V至約-2.4 V，約-1.3 V至約-1.5 V，約-1.3 V至約-1.7 V，約-1.3 V至約-1.9 V，約-1.3 V至約-2.1 V，約-1.3 V至約-2.3 V，約-1.3 V至約-2.4 V，約-1.5 V至約-1.7 V，約-1.5 V至約-1.9 V，約-1.5 V至約-2.1 V，約-1.5 V至約-2.3 V，約-1.5 V至約-2.4 V，約-1.7 V至約-1.9 V，約-1.7 V至約-2.1 V，約-1.7 V至約-2.3 V，約-1.7 V至約-2.4 V，約-1.9 V至約-2.1 V，約-1.9 V至約-2.3 V，約-1.9 V至約-2.4 V，約-2.1 V至約-2.3 V，約-2.1 V至約-2.4 V，或約-2.3 V至約-2.4 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至第二電流收集器之約-0.3 V、約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V、約-2.3 V，或約-2.4 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至第二電流收集器之至少約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V、約-2.3 V，或約-2.4 V之電壓下執行連續電位掃描。在一些實施例中，在至第二電流收集器之至多約-0.3 V、約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V，或約-2.1 V、約-2.3 V之電壓下執行連續電位掃描。
在一些實施例中，以約50 mV/s至約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以至少約50 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以至多約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以約50 mV/s至約60 mV/s，約50 mV/s至約70 mV/s，約50 mV/s至約80 mV/s，約50 mV/s至約90 mV/s，約50 mV/s至約100 mV/s，約50 mV/s至約110 mV/s，約50 mV/s至約120 mV/s，約50 mV/s至約130 mV/s，約50 mV/s至約140 mV/s，約50 mV/s至約160 mV/s，約50 mV/s至約175 mV/s，約60 mV/s至約70 mV/s，約60 mV/s至約80 mV/s，約60 mV/s至約90 mV/s，約60 mV/s至約100 mV/s，約60 mV/s至約110 mV/s，約60 mV/s至約120 mV/s，約60 mV/s至約130 mV/s，約60 mV/s至約140 mV/s，約60 mV/s至約160 mV/s，約60 mV/s至約175 mV/s，約70 mV/s至約80 mV/s，約70 mV/s至約90 mV/s，約70 mV/s至約100 mV/s，約70 mV/s至約110 mV/s，約70 mV/s至約120 mV/s，約70 mV/s至約130 mV/s，約70 mV/s至約140 mV/s，約70 mV/s至約160 mV/s，約70 mV/s至約175 mV/s，約80 mV/s至約90 mV/s，約80 mV/s至約100 mV/s，約80 mV/s至約110 mV/s，約80 mV/s至約120 mV/s，約80 mV/s至約130 mV/s，約80 mV/s至約140 mV/s，約80 mV/s至約160 mV/s，約80 mV/s至約175 mV/s，約90 mV/s至約100 mV/s，約90 mV/s至約110 mV/s，約90 mV/s至約120 mV/s，約90 mV/s至約130 mV/s，約90 mV/s至約140 mV/s，約90 mV/s至約160 mV/s，約90 mV/s至約175 mV/s，約100 mV/s至約110 mV/s，約100 mV/s至約120 mV/s，約100 mV/s至約130 mV/s，約100 mV/s至約140 mV/s，約100 mV/s至約160 mV/s，約100 mV/s至約175 mV/s，約110 mV/s至約120 mV/s，約110 mV/s至約130 mV/s，約110 mV/s至約140 mV/s，約110 mV/s至約160 mV/s，約110 mV/s至約175 mV/s，約120 mV/s至約130 mV/s，約120 mV/s至約140 mV/s，約120 mV/s至約160 mV/s，約120 mV/s至約175 mV/s，約130 mV/s至約140 mV/s，約130 mV/s至約160 mV/s，約130 mV/s至約175 mV/s，約140 mV/s至約160 mV/s，約140 mV/s至約175 mV/s，或約160 mV/s至約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以約50 mV/s、約60 mV/s、約70 mV/s、約80 mV/s、約90 mV/s、約100 mV/s、約110 mV/s、約120 mV/s、約130 mV/s、約140 mV/s、約160 mV/s，或約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以至少約60 mV/s、約70 mV/s、約80 mV/s、約90 mV/s、約100 mV/s、約110 mV/s、約120 mV/s、約130 mV/s、約140 mV/s、約160 mV/s，或約175 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。在一些實施例中，以至多約50 mV/s、約60 mV/s、約70 mV/s、約80 mV/s、約90 mV/s、約100 mV/s、約110 mV/s、約120 mV/s、約130 mV/s、約140 mV/s，或約160 mV/s之掃描速率執行連續電位掃描。
在一些實施例中，催化劑包括醋酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳(II)銨六水合物、碳酸鎳、醋酸鎳(II)、醋酸鎳(II)四水合物、2-甲氧乙基溴化鎳(II)、溴化鎳(II)、溴化鎳(II)水合物、溴化鎳(II)三水合物、碳酸鎳(II)、鹼式碳酸鎳(II)四水合物、氯化鎳(II)、氯化鎳(II)六水合物、氯化鎳(II)水合物、環己烷丁酸鎳(II)、氟化鎳(II)、六氟矽酸鎳(II)六水合物、氫氧化鎳(II)、無水碘化鎳(II)、碘化鎳(II)、硝酸鎳(II)六水合物、草酸鎳(II)二水合物、過氯酸鎳(II)六水合物、氨基磺酸鎳(II)四水合物、硫酸鎳(II)、硫酸鎳(II)七水合物、仲過碘酸鎳(IV)鉀、四氰合鎳(II)酸鉀水合物，或其任何組合。在一些實施例中，催化劑包括碳酸鎳。在一些實施例中，催化劑包括硝酸鎳(II)。在一些實施例中，催化劑包括醋酸鎳。
在一些實施例中，催化劑之濃度為約50 mM至約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為至少約50 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為至多約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為約50 mM至約60 mM，約50 mM至約70 mM，約50 mM至約80 mM，約50 mM至約90 mM，約50 mM至約100 mM，約50 mM至約120 mM，約50 mM至約140 mM，約50 mM至約160 mM，約50 mM至約180 mM，約50 mM至約200 mM，約60 mM至約70 mM，約60 mM至約80 mM，約60 mM至約90 mM，約60 mM至約100 mM，約60 mM至約120 mM，約60 mM至約140 mM，約60 mM至約160 mM，約60 mM至約180 mM，約60 mM至約200 mM，約70 mM至約80 mM，約70 mM至約90 mM，約70 mM至約100 mM，約70 mM至約120 mM，約70 mM至約140 mM，約70 mM至約160 mM，約70 mM至約180 mM，約70 mM至約200 mM，約80 mM至約90 mM，約80 mM至約100 mM，約80 mM至約120 mM，約80 mM至約140 mM，約80 mM至約160 mM，約80 mM至約180 mM，約80 mM至約200 mM，約90 mM至約100 mM，約90 mM至約120 mM，約90 mM至約140 mM，約90 mM至約160 mM，約90 mM至約180 mM，約90 mM至約200 mM，約100 mM至約120 mM，約100 mM至約140 mM，約100 mM至約160 mM，約100 mM至約180 mM，約100 mM至約200 mM，約120 mM至約140 mM，約120 mM至約160 mM，約120 mM至約180 mM，約120 mM至約200 mM，約140 mM至約160 mM，約140 mM至約180 mM，約140 mM至約200 mM，約160 mM至約180 mM，約160 mM至約200 mM，或約180 mM至約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為約50 mM、約60 mM、約70 mM、約80 mM、約90 mM、約100 mM、約120 mM、約140 mM、約160 mM、約180 mM，或約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為至少約60 mM、約70 mM、約80 mM、約90 mM、約100 mM、約120 mM、約140 mM、約160 mM、約180 mM，或約200 mM。在一些實施例中，催化劑之濃度為至多約50 mM、約60 mM、約70 mM、約80 mM、約90 mM、約100 mM、約120 mM、約140 mM、約160 mM，或約180 mM。
在一些實施例中，電化學沈積包括將恆定電壓施加至第二電流收集器。在一些實施例中，恆定電壓為約-2.4 V至約-0.3 V。在一些實施例中，恆定電壓為至少約-2.4 V。在一些實施例中，恆定電壓為至多約-0.3 V。在一些實施例中，恆定電壓為約-0.3 V至約-0.5 V，約-0.3 V至約-0.9 V，約-0.3 V至約-1.1 V，約-0.3 V至約-1.3 V，約-0.3 V至約-1.5 V，約-0.3 V至約-1.7 V，約-0.3 V至約-1.9 V，約-0.3 V至約-2.1 V，約-0.3 V至約-2.3 V，約-0.3 V至約-2.4 V，約-0.5 V至約-0.9 V，約-0.5 V至約-1.1 V，約-0.5 V至約-1.3 V，約-0.5 V至約-1.5 V，約-0.5 V至約-1.7 V，約-0.5 V至約-1.9 V，約-0.5 V至約-2.1 V，約-0.5 V至約-2.3 V，約-0.5 V至約-2.4 V，約-0.9 V至約-1.1 V，約-0.9 V至約-1.3 V，約-0.9 V至約-1.5 V，約-0.9 V至約-1.7 V，約-0.9 V至約-1.9 V，約-0.9 V至約-2.1 V，約-0.9 V至約-2.3 V，約-0.9 V至約-2.4 V，約-1.1 V至約-1.3 V，約-1.1 V至約-1.5 V，約-1.1 V至約-1.7 V，約-1.1 V至約-1.9 V，約-1.1 V至約-2.1 V，約-1.1 V至約-2.3 V，約-1.1 V至約-2.4 V，約-1.3 V至約-1.5 V，約-1.3 V至約-1.7 V，約-1.3 V至約-1.9 V，約-1.3 V至約-2.1 V，約-1.3 V至約-2.3 V，約-1.3 V至約-2.4 V，約-1.5 V至約-1.7 V，約-1.5 V至約-1.9 V，約-1.5 V至約-2.1 V，約-1.5 V至約-2.3 V，約-1.5 V至約-2.4 V，約-1.7 V至約-1.9 V，約-1.7 V至約-2.1 V，約-1.7 V至約-2.3 V，約-1.7 V至約-2.4 V，約-1.9 V至約-2.1 V，約-1.9 V至約-2.3 V，約-1.9 V至約-2.4 V，約-2.1 V至約-2.3 V，約-2.1 V至約-2.4 V，或約-2.3 V至約-2.4 V。在一些實施例中，恆定電壓為約-0.3 V、約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V、約-2.3 V，或約-2.4 V。在一些實施例中，恆定電壓為至少約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V、約-2.3 V，或約-2.4 V。在一些實施例中，恆定電壓為至多約-0.3 V、約-0.5 V、約-0.9 V、約-1.1 V、約-1.3 V、約-1.5 V、約-1.7 V、約-1.9 V、約-2.1 V，或約-2.3 V。
在一些實施例中，水熱合成包括將第二電流收集器浸沒在水溶液中。在一些實施例中，水溶液包括醋酸鹽、氯化物、硝酸鹽、還原劑，或其任何組合。
在一些實施例中，醋酸鹽包括醋酸鋁、乙醯酒石酸鋁、二醋酸鋁、硫代醋酸鋁、三醋酸鋁、醋酸銨、醋酸銻(III)、醋酸鋇、鹼式醋酸鈹、醋酸鉍(III)、醋酸鎘、醋酸銫、醋酸鈣、醋酸鎂鈣、卡莫司他、鹼式醋酸鉻、醋酸鉻(II)、克利溴胺、醋酸鈷(II)、醋酸銅(II)、戴斯-馬丁氧化劑二乙醯氧碘苯、醋酸鐵(II)、醋酸鐵(III)、醋酸鉛(II)、醋酸鉛(IV)、醋酸鋰、醋酸鎂、醋酸錳(II)、醋酸錳(III)、醋酸汞(II)、甲氧基乙基汞醋酸酯、醋酸鉬(II)、奈西利定、醋酸鎳(II)、醋酸鈀(II)、巴黎綠、醋酸鉑(II)、醋酸鉀、丙泮尼地、醋酸銠(II)、賽特鉑、醋酸銀、醋酸鈉、氯醋酸鈉、二醋酸鈉、三乙醯氧基硼氫化鈉、醋酸鉈、tilapertin、己丙酮特安皮質醇、三乙基醋酸銨、醋酸氧鈾、醋酸氧鈾鋅、白催化劑、醋酸鋅，或其任何組合。
在一些實施例中，氯化物包括三氯化鋁、氯化銨、氯化鋇、氯化鋇二水合物、氯化鈣、氯化鈣二水合物、氯化鈷(II)六水合物、氯化鈷(III)、氯化銅(II)、氯化銅(II)二水合物、氯化鐵(II)、氯化鐵(III)、氯化鐵(III)六水合物、氯化鉛(II)、氯化鉛(IV)、氯化鎂、氯化鎂六水合物、氯化錳(II)四水合物、氯化錳(IV)、氯化汞(I)、氯化鎳(II)六水合物、氯化鎳(III)、五氯化磷、三氯化磷、氯化鉀、氯化銀、氯化鈉、氯化鍶、六氯化硫、氯化錫(IV)五水合物、氯化鋅，或其任何組合。
在一些實施例中，硝酸鹽包括硝酸鋁、硝酸鋇、硝酸鈹、硝酸鎘、硝酸鈣、硝酸銫、硝酸鉻、硝酸鈷、硝酸銅、二環己基亞硝酸胺、硝酸鐠銨、硝酸衣可那唑、硝酸鐵、硝酸鎵、硝酸胍、硝酸鑭六水合物、硝酸鉛、硝酸鋰、硝酸鎂、硝酸錳、硝酸汞、硝酸亞汞、硝酸鎳、亞硝酸鎳、亞硝酸鉀、硝酸銀、硝酸鈉、硝酸鍶、硝酸鉈、硝酸氧鈾、亞硝酸鋅銨、硝酸鋅、硝酸鋯，或其任何組合。
在一些實施例中，還原劑包括尿素、檸檬酸、抗壞血酸、肼水合物、氫醌、硼氫化鈉、溴化氫、碘化氫，或其任何組合。
在一些實施例中，在約150℃至約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在至少約150℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在至多約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在約150℃至約200℃，約150℃至約250℃，約150℃至約300℃，約150℃至約350℃，約150℃至約400℃，約200℃至約250℃，約200℃至約300℃，約200℃至約350℃，約200℃至約400℃，約250℃至約300℃，約250℃至約350℃，約250℃至約400℃，約300℃至約350℃，約300℃至約400℃，或約350℃至約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在約150℃、約200℃、約250℃、約300℃、約350℃，或約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在至少約200℃、約250℃、約300℃、約350℃，或約400℃之溫度下執行熱分解。在一些實施例中，在至多約150℃、約200℃、約250℃、約300℃，或約350℃之溫度下執行熱分解。
術語及定義
除非另外定義，否則本文中使用之所有技術術語具有與一般熟習本揭露所屬之技術者通常理解之相同的含義。
如本文中所使用，除非上下文另外清楚指示，否則單數形式「一個」、「一種」及「該」包括複數指代。除非另外陳述，否則本文中對「或」之任何提及意欲涵蓋「及/或」。
如本文中所使用，術語「約」指在所述量附近約10%、5%或1%(包括其中之增量)的量。
如本文中所使用，術語「活性材料特定的」指僅基於電極或能量儲存裝置之活性材料(而不包括任何護罩材料)的性質。
如本文中所使用，術語「電池特定」指基於電極或能量儲存裝置之整體(包括任何護罩材料)的性質。
如本文中所使用，術語「充電放電壽命」指能量儲存之額定容量減少約80%之充電及放電循環的數目。
如本文中所使用，術語「3D」指三維。
如本文中所使用，術語「GO」指氧化石墨烯。
如本文中所使用，術語「GA」指石墨烯氣凝膠。
如本文中所使用，術語「3DGA」指三維石墨烯氣凝膠。
如本文中所使用，術語「冷凍乾燥」，亦稱作凍乾(lyophilisation、lyophilization或cryodesiccation)指一程序，冷凍材料並降低周圍壓力以允許材料中之冷凍流體自固相直接昇華為氣相之脫水程序。
如本文中所使用，術語「LDH」指層狀雙氫氧化物。在一些實施例中，LDH為由具有一般層序列[AcBZAcB] n之層狀結構表徵的一類離子固體，其中c表示金屬陽離子層，A及B為氫氧根(HO −)陰離子層，且Z為其他陰離子及中性分子層。
非限制性實例
例示性第一電極
實施例1：第一電極包括：包括錳-鐵層狀雙氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括3DGA之導電支架，及包括石墨發泡體之電流收集器。
實施例2：第一電極包括：包括鋅-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括石墨烯發泡體之導電支架，及包括銅發泡體之電流收集器。
實施例3：第一電極包括：包括鋅-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括3DGA之導電支架，及包括鎳發泡體之電流收集器。
實施例4：第一電極包括：包括鉻-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括石墨氣凝膠之導電支架，及包括鎳發泡體之電流收集器。
實施例5：第一電極包括：包括鎳-鋁雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括3DGA之導電支架，及包括石墨發泡體之電流收集器。
實施例6：第一電極包括：包括鋰-鋁雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括石墨烯發泡體之導電支架，及包括鎳發泡體之電流收集器。
實施例7：第一電極包括：包括鎳-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括石墨氣凝膠之導電支架，及包括銅發泡體之電流收集器。
實施例8：第一電極包括：包括鋅-鈷雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括3DGA之導電支架，及包括鎳發泡體之電流收集器。
例示性能量儲存裝置
實施例9：能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括：包括錳-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括石墨烯離子凝膠之導電支架，及包括鎳發泡體之第一電流收集器；第二電極，該第二電極包括：包括氫氧化銅(II)之氫氧化物，及包括鎳發泡體之第二電流收集器；分隔件；及電解液，該電解液包括3M氧化亞鐵(II)飽和之氫氧化鉀溶液。
實施例10：能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括：包括鋅-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括石墨烯發泡體之導電支架，及包括銅發泡體之電流收集器；第二電極，該第二電極包括：包括氫氧化鎳(II)之氫氧化物，及包括鎳發泡體之第二電流收集器；分隔件；及電解液，該電解液包括6M氧化鋅(II)飽和之氫氧化鈉溶液。
實施例11：能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括：包括鋅-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括3DGA之導電支架，及包括鎳發泡體之第一電流收集器；第二電極，該第二電極包括：包括氫氧化鎳(II)之氫氧化物，及包括鎳發泡體之第二電流收集器；分隔件；及電解液，該電解液包括6M氧化鋅(II)飽和之氫氧化鈉溶液。
實施例12：能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括：包括鉻-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括碳布之導電支架，及包括石墨烯發泡體之第一電流收集器；第二電極，該第二電極包括：包括氫氧化鎳之氫氧化物，及包括碳發泡體之第二電流收集器；分隔件；及電解液，該電解液包括5M氧化銅(I)飽和之氫氧化鈣溶液。
實施例13：能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括：包括鎳-鋁雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括3DGA發泡體之導電支架，及包括石墨發泡體之電流收集器；第二電極，該第二電極包括：包括氫氧化鎳之氫氧化物，及包括碳發泡體之第二電流收集器；分隔件；及電解液，該電解液包括5M氧化銅(I)飽和之氫氧化鈣溶液。
實施例14：能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括：包括鋰-鋁雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括石墨烯發泡體之導電支架，及包括鎳發泡體之電流收集器；第二電極，該第二電極包括：包括氫氧化鎳之氫氧化物，及包括碳發泡體之第二電流收集器；分隔件；及電解液，該電解液包括5M氧化銅(I)飽和之氫氧化鈣溶液。
實施例15：能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括：包括鎳-鐵雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括石墨離子凝膠之導電支架，及包括銅發泡體之電流收集器；第二電極，該第二電極包括：包括氫氧化鎳之氫氧化物，及包括碳發泡體之第二電流收集器；分隔件；及電解液，該電解液包括5M氧化銅(I)飽和之氫氧化鈣溶液。
實施例16：能量儲存裝置包括：第一電極，該第一電極包括：包括鋅-鈷雙層氫氧化物之層狀雙氫氧化物，包括3DGA之導電支架，及包括鎳發泡體之電流收集器；第二電極，該第二電極包括：包括氫氧化鎳之氫氧化物，及包括碳發泡體之第二電流收集器；分隔件；及電解液，該電解液包括5M氧化銅(I)飽和之氫氧化鈣溶液。
例示性第一電極之製備
實施例17：藉由改良式哈莫法來製備GO且藉由混合將其分散在水中。藉由連續將氫醌、硝酸鋅(II)六水合物及檸檬酸鐵(III)添加至GO水性分散液中以形成複合水膠來製備第一電極。接著攪拌複合水膠以形成均質混合物且將其密封在爐子中。在冷卻至室溫之後，將複合水膠浸沒在水中以去除任何雜質並對其冷凍乾燥。
實施例18：藉由改良式哈莫法來製備GO且藉由音波處理將其分散在水中。藉由連續將尿素、硝酸鋅(II)六水合物及硝酸鐵(III)添加至GO水性分散液中以形成複合水膠來製備第一電極。接著攪拌複合水膠以形成均質混合物且將其密封在以鐵氟龍加襯之高壓釜中。在獨立冷卻至室溫之後，將複合水膠浸沒在去離子水中以去除任何雜質並在真空下對其冷凍乾燥。
實施例19：藉由改良式哈莫法來製備GO且藉由音波處理將其分散在水中。藉由連續將尿素、硝酸鐵(II)六水合物及檸檬酸鐵(III)添加至GO水性分散液中以形成複合水膠來製備第一電極。接著加熱複合水膠，將其冷卻至室溫，且浸沒在丙酮中以去除任何雜質並在真空下對其冷凍乾燥。
例示性第二電極之製備
實施例20：藉由以鹽酸溶液處理鎳發泡體基板以去除表面氧化物層，以去離子水澈底地洗滌基板，及藉由循環伏安法藉由在硝酸鎳(II)六水合物之水溶液中進行連續電位掃描而將氫氧化鎳(II)電沈積在基板上來在具有鉑板反電極及Ag/AgCl參考電極之三電極電池中製備電極。
實施例21：藉由以氫溴酸溶液處理碳發泡體基板及藉由循環伏安法藉由在碳酸鎳之水溶液中進行連續電位掃描而將氫氧化銅(II)電沈積在基板上來在具有鉑板反電極及Ag/AgCl參考電極之三電極電池中製備電極。
101：第一電極
102：第二電極
103：第一電流收集器
104：層狀雙氫氧化物
105：導電支架
107：分隔件
108：電解液
109：導電添加劑
110：氫氧化物
111：第二電流收集器
在隨附申請專利範圍中具體地闡述了本揭露之新穎特徵。將藉由參考闡述其中利用了本揭露之原理的說明性實施例之以下詳細描述及其附圖獲得對本揭露之特徵及優點的較好理解：
圖 1為例示性能量儲存裝置之示意圖。
圖 2A為包括三維石墨烯氣凝膠(3DGA)之例示性第一電極的掃描電子顯微鏡影像。
圖 2B為包括層狀雙氫氧化物(LDH)之例示性第一電極的掃描電子顯微鏡影像。
圖 3為包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的能量散佈X射線(EDS)光譜。
圖 4A為包括氧化石墨烯(GO)之例示性第一電極及包括3DGA之例示性第一電極的X射線光電子光譜(XPS)圖。
圖 4B為包括Zn-Fe LDH之例示性第一電極及包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的XPS圖。
圖 5A為包括GO之例示性第一電極的C1s XPS圖。
圖 5B為包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的C1s XPS圖。
圖 5C為包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的Zn2p XPS圖。
圖 5D為包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的Fe2p XPS圖。
圖 6為包括GO、3DGA及Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極的拉曼光譜。
圖 7為包括3DGA、Zn-Fe LDH及Zn-Fe LDH之例示性第一電極在3.0 M KOH電解液中在20 mV/s之掃描速率下記錄的循環伏安(CV)圖，其中3DGA具有六種濃度。
圖 8為包括Zn-Fe LDH之例示性第一電極及包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極在ZnO飽和之KOH溶液中在20 mV/s之掃描速率下的CV圖。
圖 9為包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極在ZnO飽和之KOH溶液中在不同掃描速率下的CV圖。
圖 10為包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極在不同掃描速率下的CV圖，其中鋅與鐵之質量比為1:3，且Zn-Fe與GO之質量比為1:1。
圖 11為將包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極之掃描速率與活性材料比容量進行比較的圖，其中鋅與鐵之質量比為1:3，且Zn-Fe與GO之質量比為1:1。
圖 12為在3.0 M KOH中包括例示性第二電極(其包括Ni(OH) 2)之3E電池在不同掃描速率下的CV圖。
圖 13為在KOH中包括例示性第二電極(其包括Ni(OH) 2)之3E電池在不同電流密度下的充電-放電圖。
圖 14A為3E電池能量儲存裝置中之包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極及包括Ni(OH) 2之例示性第二電極的CV圖。
圖 14B為在ZnO飽和之KOH溶液中包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極及包括Ni(OH) 2之例示性第二電極的例示性能量儲存裝置在10 mV/s之掃描速率下的CV圖。
圖 15A為在ZnO飽和之KOH電解液中包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極及包括Ni(OH) 2之例示性第一電極的例示性能量儲存裝置在1C至4C之放電率下的電流充電/放電(GCD)圖。
圖 15B為在ZnO飽和之KOH電解液中包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極及包括Ni(OH) 2之例示性第一電極的例示性能量儲存裝置在10C至80C之放電率下的GCD圖。
圖 15C為在ZnO飽和之KOH電解液中包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極及包括Ni(OH) 2之例示性第一電極的例示性能量儲存裝置在100C至200C之放電率下的GCD圖。
圖 15D為在ZnO飽和之KOH電解液中包括包括Zn-Fe LDH/3DGA之例示性第一電極及包括Ni(OH) 2之例示性第一電極的例示性能量儲存裝置在1C至200C之放電率下的GCD圖。
圖 16為示出本揭露之例示性能量儲存裝置之放電率與放電容量之間的關係之圖。
圖 17為本揭露之例示性能量儲存裝置之尼奎斯特圖。
圖 18A為例示性第二電極之尼奎斯特圖。
圖 18B為例示性第二電極之高頻阻抗頻譜。
圖 19為符合例示性能量儲存裝置之實驗電化學阻抗頻譜(EIS)量測之等效電路的圖示。
圖 20A為將當前能量儲存裝置與本揭露之例示性能量儲存裝置之容量及操作電壓進行比較的圖。
圖 20B為將當前能量儲存裝置與本揭露之例示性能量儲存裝置之重量能量密度及體積能量密度進行比較的圖。
圖 20C為將當前能量儲存裝置與本揭露之例示性能量儲存裝置之能量密度及功率密度進行比較的圖。

Claims (14)

  1. 一種能量儲存裝置，該能量儲存裝置包括：
    一第一電極，該第一電極包括：
    一層狀雙氫氧化物；
    一基於三維石墨烯之導電支架；及
    一第一電流收集器；
    一第二電極，該第二電極包括：
    一氫氧化物；及
    一第二電流收集器；
    一分隔件；及
    一電解液；
    其中該能量儲存裝置經由氧化還原反應及離子吸附來儲存能量；且
    其中該層狀雙氫氧化物包括一金屬層狀雙氫氧化物，該金屬層狀雙氫氧化物包括一鋅基層狀雙氫氧化物、一鐵基層狀雙氫氧化物、一鋁基層狀雙氫氧化物、一鉻基層狀雙氫氧化物、一銦基層狀雙氫氧化物、一錳基層狀雙氫氧化物，或其任何組合。
  2. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，其中該氧化還原反應在該第一電極處發生且包括氫氧化鋅之一氧化還原反應及氫氧化鐵之一氧化還原反應中之至少一者。
  3. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，其中該氧化還原反應在該第二電極處發生且包括氫氧化鎳之一氧化還原反應。
  4. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，其中該離子吸附在該電解液處發生且包括氧化鋅之一離子吸附。
  5. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，其中該層狀雙氫氧化物包括一金屬層狀雙氫氧化物，該金屬層狀雙氫氧化物包括一鋅-鐵層狀雙氫氧化物、一鋁-鐵層狀雙氫氧化物、一鉻-鐵層狀雙氫氧化物、一銦-鐵層狀雙氫氧化物、一錳-鐵層狀雙氫氧化物，或其任何組合。
  6. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，其中該基於三維石墨烯之導電支架包括導電發泡體、導電氣凝膠、石墨烯發泡體、石墨發泡體、石墨烯氣凝膠、石墨氣凝膠，或其任何組合。
  7. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，其中該電解液包括一水性鹼性電解液，該水性鹼性電解液包括一強鹼及一導電添加劑。
  8. 如申請專利範圍第7項之能量儲存裝置，其中該導電添加劑包括氧化鈉(I)、氧化鉀(I)、氧化亞鐵(II)、氧化鎂(II)、氧化鈣(II)、氧化鉻(III)、氧化銅(I)、氧化鋅(II)、氯化亞銅、磷化鎘、砷化鎘、銻化鎘、磷化鋅、砷化鋅、銻化鋅、硒化鎘、硫化鎘、碲化鎘、硒化鋅、硫化鋅、碲化鋅、氧化鋅，或其任何組合。
  9. 如申請專利範圍第7項之能量儲存裝置，其中該強鹼包括氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鎂、氫氧化鈣氫氧化鍶、氫氧化鋇，或其任何組合。
  10. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，該能量儲存裝置具有至少約10C之一充電率。
  11. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，該能量儲存裝置具有至多約1小時之一再充電時間。
  12. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，該能量儲存裝置具有至少約2,500 mAh之一電池特定容量。
  13. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，該能量儲存裝置具有至少約400 Wh/kg之一活性材料特定的能量密度。
  14. 如申請專利範圍第1項之能量儲存裝置，該能量儲存裝置具有至少約30 kW/kg之一總功率密度。
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