[发明专利]包含支撑丝的混合式能量存储装置

权利要求书

1.一种能量存储系统，其包括：

导电基材；

与所述导电基材连接的碳纳米纤维，所述碳纳米纤维包括多个沿着所述碳纳米纤维的长度暴露的纳米级边缘；和

嵌入材料，其被配置以在至少一部分所述碳纳米纤维上形成壳；

其中各个暴露的纳米级边缘包括多个石墨烯边缘。

2.如权利要求1所述的系统，其中各个暴露的纳米级边缘包括多个石墨片的边缘。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中各个暴露的纳米级边缘被配置以控制所述嵌入材料的生长。

4.如权利要求1或2所述的系统，其中各个暴露的纳米级边缘被配置以提供电荷载体至所述碳纳米纤维内部的移动途径。

5.如权利要求1或2所述的系统，其中各个暴露的纳米级边缘是杯状结构的一部分。

6.如权利要求5所述的系统，其中各个所述杯状结构包括具有多个石墨片的壁。

7.如权利要求1或2所述的系统，其中所述嵌入材料被布置在沿着所述碳纳米纤维长度的羽毛状结构中。

8.如权利要求1或2所述的系统，其还包括布置在所述嵌入材料和电解质之间的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒的量为至少1.1倍的纳米颗粒单层。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述嵌入材料的膨胀主要是沿碳纳米纤维的径向。

10.如权利要求1或2所述的系统，其还包括与所述嵌入材料接触且包括电荷载体的电解质。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述电荷载体包含锂并且所述嵌入材料包含硅。

12.如权利要求1或2所述的系统，其中所述碳纳米纤维是多个与基材连接的垂直排列的碳纳米纤维中的一个。

13.如权利要求1或2所述的系统，其中所述导电基材、碳纳米纤维和嵌入材料被配置以充当阳极。

14.如权利要求1或2所述的系统，其还包括多个与嵌入材料连接的纳米颗粒，各个所述纳米颗粒被配置以提供表面效应支配位点，所述表面效应支配位点被配置以通过纳米颗粒表面上的感应电流相互作用吸附电荷载体。

15.一种能量存储系统，其包括：

导电基材；

与所述导电基材连接的碳纳米纤维，所述碳纳米纤维包括多个沿着所述碳纳米纤维的长度暴露的纳米级边缘；和

嵌入材料，其被配置以在至少一部分所述碳纳米纤维上形成壳；

其中各个暴露的纳米级边缘是杯状结构的一部分；

其中各个所述杯状结构包括具有多个石墨片的壁。

16.一种能量存储系统，其包括：

导电基材；

与所述导电基材连接的碳纳米纤维，所述碳纳米纤维包括多个沿着所述碳纳米纤维的长度暴露的纳米级边缘；和

嵌入材料，其被配置以在至少一部分所述碳纳米纤维上形成壳；

其还包括布置在所述嵌入材料和电解质之间的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒的量为至少1.1倍的纳米颗粒单层。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述嵌入材料的膨胀主要是沿碳纳米纤维的径向。