苯甲酸）、聚芳酷胺、聚苯酸和/或其组合。在又一实例中，多孔隔膜24可W选自聚締控(如PE 和/或PP)与一种或多种上文列举的聚合物的组合。
[0063] 多孔隔膜24可W含有由干法或湿法制造的单层或多层层压材料。例如，聚締控和/ 或其它列举的聚合物的单一层可W构成多孔隔膜24的整体。但是，作为另一个实例，类似或 不类似的聚締控和/或聚合物的多个离散层可W组装成多孔隔膜24。在一个实例中，一种或 多种聚合物的离散层可W涂布在聚締控的离散层上W形成多孔隔膜24。此外，该聚締控 (和/或其它聚合物)层，W及任何其它任选聚合物层，可W W纤维层的形式进一步包含在多 孔隔膜24中W帮助提供具有适当的结构和孔隙特性的多孔隔膜24。其它合适的多孔隔膜24 还包括具有连接于其上的陶瓷层的那些，W及在聚合物基质中具有陶瓷填料的那些（即有 机-无机复合基质）。
[0064] 能够在负极11与正极22之间传导裡离子的任何适当的电解质溶液可用于裡离子 电池30。在一个实例中，该电解质溶液可W是非水液体电解质溶液，其包括溶解在有机溶剂 或有机溶剂混合物中的裡盐。可W溶解在有机溶剂中W形成非水液体电解质溶液的裡盐的 实例包括LiC104、LiAICレ、LiI、LiBr、LiB(C204)2化iB0B)、LiBF2(C204)ai0DFB)、LiSCN、 LiBF4、LiB(C6曲）4、1143尸6、11〔尸35〇3、^^尸5〇2)2化1尸51)、^^〔尸35〇2)2化口尸51)、^口尸6、 LiPF4(C2〇4KLiFOP)、LiN〇3、LiPF3(C2F5)3(LiFAP)、LiPF4(C 的)2、LiPF3(CF3)3、及其混合物。运 些和其它类似的裡盐可W溶解在多种有机溶剂中，如环状碳酸醋（碳酸亚乙醋、碳酸亚丙 醋、碳酸亚下醋、氣代碳酸亚乙醋）、直链碳酸醋(碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、碳酸甲乙醋）、脂 族簇酸醋（甲酸甲醋、乙酸甲醋、丙酸甲醋）、丫-内醋（丫-下内醋、丫-戊内醋）、链结构酸（1， 2-二甲氧基乙烧、1,2-二乙氧基乙烧、乙氧基甲氧基乙烧、四乙二醇二甲酸）、环酸（四氨巧 喃、2-甲基四氨巧喃、1,3-二氧杂环戊烧)及其混合物。
[00化]如图3中所示，裡离子电池30还包括连接负极11与正极22的可中断的外电路32。裡 离子电池30还可W支持负载装置28,其可W有效地连接到外电路32上。负载装置28接收来 自裡离子电池30放电时穿过外电路32的电流的电能馈送。虽然负载装置28可W是任何数量 的已知电动装置，功率消耗负载装置28的若干具体实例包括用于混合动力车辆或全电动车 辆的电动机、手提电脑、移动电话和无线电动工具。但是，负载装置28还可W是将裡离子电 池30充电W存储能量的发电设备。例如，风车和太阳能电池板可变和/或间歇地产生电力的 倾向通常导致需要储存过剩能量W备后用。
[0066] 裡离子电池30还可W包括多种其它组件，运些组件虽然并未显示在运里，但仍然 是本领域技术人员已知的。例如，裡离子电池30可W包括外壳、垫片、端子、极耳(tab)和为 了性能相关或其它实际目的而可位于负极11和正极22之间或附近的任何其它合意的组件 或材料。此外，裡离子电池30的尺寸与形状，W及其主要组件的设计和化学组成可W根据为 此进行设计的特定应用而改变。例如，电池供能的汽车和手持式消费电子装置是其中裡离 子电池30最有可能被设计成不同尺寸、容量和功率输出规格的两种情况。如果负载装置28 如此需要的话，裡离子电池30还可W与其它类似的裡离子电池串联和/或并联连接W产生 更大的电压输出和电流(如果并联布置)或电压(如果串联布置）。
[0067] 裡离子电池30通常通过在负极11与正极22之间可逆地传递裡离子来运行。在完全 充电的状态下，电池30的电压处于最大值(通常为1.5V至5.OV);而在完全放电的状态下，电 池30的电压处于最小值(通常为OV至1.5V)。本质上，在正极和负极22、11中活性材料的费米 能级在电池运行过程中改变，且二者之间的差值(称为电池电压）也如此。该电池电压在放 电过程中降低，费米能级变得彼此更接近。在充电过程中，发生相反的过程，随着费米能级 被分开，电池电压升高。在电池放电过程中，外部负载装置28使得电子电流能够在外电路32 中W使得费米能级之间的差值(和相应地，电池电压）降低的方向流动。在电池充电过程中 发生相反过程：电池充电器迫使电子电流在外电路32中W使得费米能级之间的差值(和相 应地，电池电压)升高的方向流动。
[0068] 在放电开始时，裡离子电池30的负极11含有高浓度的插层裡，而正极22相对贫化。 当负极11含有足够较高相对量的插层裡时，裡离子电池30可W经由将外电路32封闭W连接 负极11和正极22时发生的可逆电化学反应来产生有利的电流。在此类情况下封闭外电路的 建立造成插层裡从负极11中抽出。当它们在负极-电解质界面处离开插层宿体时，抽出的裡 原子分裂成裡离子(标识为黑点和具有(+ )电荷的空屯、圆）和电子(el。
[0069] 正极22与负极11之间的化学电位差（范围为大约1.5V至大约5.0V，取决于电极11、 22的确切化学组成)驱动插层裡在负极11处的氧化所产生的电子(el朝向正极22穿过外电 路32。该裡离子同时由电解质溶液携带朝向正极22穿过多孔隔膜24。流经外电路32的电子 (el和迁移穿过多孔隔膜24的裡离子在电解质溶液中最终重新结合并在正极22处形成插 层裡。通过外电路32的电流可W被约束和引导穿过负载装置28,直到负极11中插层裡的含 量降至低于可运转水平或电能停止的需要。
[0070] 裡离子电池30可W在其可用容量的部分或完全放电后再充电。为了使裡离子电池 30充电，将外部电池充电器连接到正极与负极22、11上，W驱动电池放电电化学反应逆向进 行。在重新充电的过程中，电子(el经外电路32朝向负极11回流，且裡离子由电解质携带穿 过多孔隔膜24朝向负极11返回。该电子(el与裡离子在负极11处再结合，由此用插层裡将 其重新装满W便在下一个电池放电循环过程中消耗。
[0071] 可用于使裡离子电池30充电的外部电池充电器可W根据裡离子电池30的尺寸、构 造和特定最终用途而改变。一些合适的外部电池充电器包括插入AC壁式插座和汽车交流发 电机的电池充电器。
[0072] 现在参考图4,显示了本文中描述的具有负极11的裡(或娃)-硫电池40的一个实 例。裡-硫电池40含有负极11、负极侧集流体20、正极22'、正极侧集流体26和位于负极11与 正极22'之间的多孔隔膜24。要理解的是，多孔隔膜24可W是与本文中描述的用于裡离子电 池30的相同类型的多孔隔膜24。此外，本文中对于裡离子电池30所描述的负极集流体20和 正极集流体26也可用于裡-硫电池40。
[0073] 对于裡-硫电池40,该电解质溶液包含酸基溶剂和溶解在该酸基溶剂中的裡盐。酸 基溶剂的实例包括环酸，如1，3-二氧杂环戊烧、四氨巧喃、2-甲基四氨巧喃，和链结构酸，如 1,2-二甲氧基乙烧、1,2-二乙氧基乙烧、乙氧基甲氧基乙烧、四乙二醇二甲酸(TEGDME)、聚 乙二醇二甲酸(PEGDME)及其混合物。裡盐的实例包括LiCl化、LiAia4、LiI、LiBr、LiB(C2^)2 (LiBOB)、LiBF2(C2〇4) (LiODFB)、LiSCN、LiBF4、LiB(C6曲）4、LiAsF6、LiCF3S03、LiN(FS02)2 (LIFSI)、LiPF6、LiN(CF3S〇2)2(LITFSI)、LiPF4(C2〇4) (LiFOP)、LiN〇3、LiPF3(C2Fs)3化iFAP)、 LiPF4(C的)2、LiP的(C的)3、及其混合物。
[0074] 对于裡-硫电池40,正极22'可包含可W与充当裡-硫电池40的正极端子的侣或另 一合适的集流体充分进行合金化和去合金化的任何硫基活性材料。硫基活性材料的实例包 括58、^258、^256、^254、^252、和^25。硫基活性材料的另一实例包括硫-碳复合材料。在一 个实例中，正极22'中S与C的重量比为1:9至9:1。
[0075] 正极22'的硫基活性材料可W与聚合物粘合剂和导电填料相互混合。合适的粘合 剂包括任意的之前对于粘合剂16所描述的那些。聚合物粘合剂在结构上将硫基活性材料和 导电填料固定在一起。导电填料的一个实例是高表面积碳，如乙烘黑或活性炭。该导电填料 确保正极侧集流体26与硫基活性材料之间的电子传导。在一个实例中，正极活性材料和聚 合物粘合剂可W与碳一起封装。
[0076] 正极与负极22'、11分别与集流体26、20接触。负极侧集流体20收集和移动自由电 子至外电路32或从外电路32收集和移动自由电子。正极侧集流体26收集和移动自由电子至 外电路32或从外电路32收集和移动自由电子。
[0077] 裡-硫电池40可W支持负载装置28,其可W可操作地与外电路32连接。负载装置28 接收来自裡-硫电池40放电时穿过外电路32的电流的电能馈送。虽然负载装置28可W是任 何数量的已知电动装置，功率消耗负载装置的若干具体实例包括用于混合动力车辆或全电 动车辆的电动机、手提电脑、移动电话和无线电动工具。但是，负载装置28还可W是使裡-硫 电池40充电W存储能量的发电设备。例如，风车和太阳能电池板可变和/或间歇地产生电力 的倾向通常导致需要储存过剩能量W备后用。
[0078] 裡-硫电池40可W包括多种其它组件，运些组件虽然并未显示在运里，但仍然是本 领域技术人员已知的。例如，裡-硫电池40可W包括外壳、垫片、端子、极耳和为了性能相关 或其它实际目的而可位于负极11和正极22'之间或附近的任何其它合意的组件或材料。此 夕h裡-硫电池40的尺寸与形状，W及其主要组件的设计和化学组成可W根据为此进行设计 的特定应用而改变。例如，电池供能的汽车和手持式消费电子装置是其中裡-硫电池40最有 可能被设计成不同尺寸、容量和功率输出规格的两种情况。如果负载装置28需要如此的话， 裡-硫电池40还可W与其它类似的裡-硫电池40串联和/或并联连接W产生更大的电压输出 和电流(如果并联布置)或电压(如果串联布置）。
[0079] 裡-硫电池40可W在电池放电过程中生成可用电流(在图4中显示为附图标记42)。 在放电过程中，在电池40中的化学过程包括裡从负极11的表面上溶出W及裡阳离子化n 混入到正极22 '中的碱金属多硫化物盐（目化i2Sn)中。因此，当电池40放电时，在正极22 '的表 面上按序形成多硫化物(硫被还原）。在正极22'与负极11