[发明专利]高容量电极有效

专利信息
申请号: 200980106188.5 申请日: 2009-02-25
公开(公告)号: CN101953014A 公开(公告)日: 2011-01-19
发明(设计)人: 罗纳德·安东尼·罗杰斯基 申请(专利权)人: 罗纳德·安东尼·罗杰斯基
主分类号: H01M10/04 分类号: H01M10/04;H01M4/02;H01M4/04
代理公司: 北京市金杜律师事务所 11256 代理人: 王茂华;唐文静
地址: 美国加利*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 容量 电极
【权利要求书】:

1.一种系统,包括:

电极,设置于电解质的第一区域中,并且包括:

衬底,

多个支撑丝,其附着到所述衬底,以及

离子吸收材料,其附着到所述支撑丝,并且配置成在吸收离子时体积膨胀至少百分之五;

分隔体,配置为分隔所述电解质的第一区域和第二区域;以及

阴极,设置于所述电解质的第二区域中,所述阴极、阳极和分隔体配置成作为可再充电电池组工作。

2.根据权利要求1所述的系统,其中所述离子吸收材料覆盖所述多个支撑丝中的一些而非所有支撑丝。

3.根据权利要求1或者2所述的系统,其中所述吸收材料覆盖所述多个支撑丝的构件的、与所述衬底远离的区域,而不覆盖所述多个支撑丝的构件的、与所述衬底邻近的区域。

4.根据权利要求1、2或者3所述的系统,其中所述离子吸收材料在所述支撑丝的与所述衬底远离的一端的厚度比在所述支撑丝的与所述衬底邻近的一端的厚度大。

5.根据权利要求1-3或者4所述的系统,其中所述多个支撑丝是各自有分枝的。

6.根据权利要求1-4或者5所述的系统,其中所述离子吸收材料包括硅。

7.根据权利要求1-5或者6所述的系统,其中所述多个支撑丝包括碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)或者纳米线(NW)。

8.根据权利要求1-6或者7所述的系统,其中选择所述多个支撑丝的密度,使得所述离子吸收材料可以体积膨胀至少百分之五,且不使所述多个支撑丝的构件脱离所述衬底。

9.根据权利要求1-7或者8所述的系统,其中所述多个支撑丝的直径均少于500纳米。

10.一种电极,包括:

传导衬底;

多个支撑丝,其附着到所述衬底,所述支撑丝包括碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)或者纳米线(NW),以及

离子吸收材料,其附着到所述支撑丝中的一些而非所有支撑丝,并且配置成在吸收离子时体积膨胀至少五倍。

11.根据权利要求1-9或者10所述的电极,其中所述离子吸收材料设置于所述支撑丝上,以便形成所述支撑丝的基本上未为所述离子吸收材料所覆盖的主干。

12.根据权利要求1-10或者11所述的电极,其中所述主干的长度至少为0.25微米。

13.根据权利要求1-11或者12所述的电极,其中所述离子吸收材料包括硅。

14.根据权利要求1-12或者13所述的电极,其中所述多个支撑丝使用种子层附着到所述传导衬底。

15.一种方法,包括:

接收传导衬底;

形成耦合到所述传导衬底的多个支撑丝,所述支撑丝具有至少10∶1的长径比(长度/宽度);并且

利用离子吸收材料涂覆所述多个支撑丝以形成电极,所述离子吸收材料具有比所述支撑丝大至少十倍的针对离子的离子吸收容量。

16.根据权利要求15所述的方法,还包括在所述衬底上形成种子层,所述种子层被配置用于形成所述多个支撑丝。

17.根据权利要求15或者16所述的方法,还包括放置所述电极与电解质接触。

18.根据权利要求15、16或者17所述的方法,还包括在可再充电电池组中使用所述电极。

19.根据权利要求15-17或者18所述的方法,还包括反复使用所述电极以吸收和解吸离子而不使所述多个支撑丝脱离所述衬底。

20.根据权利要求15-18或者19所述的方法,其中利用离子吸收材料涂覆所述多个支撑丝包括:

产生所述支撑丝的与所述衬底邻近的基本上无离子吸收材料的主干。

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