体嵌入材料235。 在放电期间，锂离子234从阳极202被提取，跨越电解质201迀移，以及被嵌入到阴极203 的晶体结构中。同时，补偿电子在外部电路中经过（在由箭头204指示的方向中），以及被 阴极203接受以平衡该反应。这个过程是可逆的。在充电期间，外部电源（充电器209)在 电极202、203之间施加强制电子在相反方向（由箭头211指示）中经过的电势差。接着， 锂离子234从阴极203被提取，跨越电解质201迀移，以及被嵌入回到阳极202的晶体结构 中。
[0091] 在锂离子电池中，锂离子往返于阴极和阳极被运送，在过渡金属的情况下，钴 (Co)，在Li xCo02中在充电期间，从Co 3+被氧化到Co 4+，以及在放电期间，从Co4+被还原到 Co3+。针对包括石墨阳极和锂钴氧化物阴极的锂离子电池的阳极和阴极的半反应如下：
【主权项】
1. 一种装置，所述装置包括导电材料层，所述导电材料层具有在其上形成的导电材料 的开放互连壁结构，所述开放互连壁结构具有螺旋二十四面体结构，所述螺旋二十四面体 结构包括一个或多个开放孔，能够将供在产生和/或储存电荷中使用的活性材料沉积在所 述一个或多个开放孔中，其中所述导电材料层和所述开放互连壁结构一起形成电荷收集 器，所述电荷收集器从所述活性材料提供针对所产生的和/或储存的电荷的电路径。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中从相同的导电材料来形成所述层和开放互连壁结 构，或从不同的导电材料来形成所述层和开放互连壁结构。
3. 根据权利要求1所述的装置，其中所述开放孔中的一些或全部开放孔是互相连接 的，所述开放孔中的一些或全部开放孔形成至下面的导电材料层的在所述开放互连壁结构 内的通过通道，所述开放孔中的一些或全部开放孔形成所述开放互连壁结构内的盲通道， 周期性地布置所述开放孔中的一些或全部开放孔，和/或所述开放孔中的一些或全部开放 孔具有在2nm和50nm之间，包含2nm和50nm，的直径。
4. 根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括：在所述一个或多个开放孔内的活 性材料。
5. 根据权利要求4所述的装置，其中所述活性材料形成在所述开放互连壁结构上的覆 盖层而不完全填充所述一个或多个开放孔的体积。
6. 根据权利要求4所述的装置，其中所述活性材料完全填充所述一个或多个开放孔的 体积。
7. 根据权利要求1所述的装置，其中所述导电材料层是印刷线路板的构成层。
8. 根据权利要求1所述的装置，其中所述装置是以下中的一个或多个：电储存装置、柔 性电储存装置、可伸缩电储存装置、用于电储存装置的电极、用于电储存装置的柔性电极以 及用于电储存装置的可伸缩电极。
9. 一种制作装置的方法，所述方法包括： 在导电材料层上形成沉积模板，所述沉积模板包括在所述沉积模板的壁之间的一个或 多个开放孔，所述一个或多个开放孔从所述沉积模板的外表面连续延伸到下面的导电材料 层；以及 通过所述一个或多个开放孔以及在所述沉积模板的壁上沉积导电材料，以在所述导电 材料层上形成导电材料的开放互连壁结构，所述开放互连壁结构具有一个或多个开放孔， 能够将供在产生和/或储存电荷中使用的活性材料沉积在所述一个或多个开放孔中，其中 所述导电材料层和所述开放互连壁结构一起形成电荷收集器，所述电荷收集器从所述活性 材料提供针对所产生和/或储存的电荷的电路径。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述方法包括：在沉积所述导电材料后去除所述 沉积模板。
11. 根据权利要求9所述的方法，其中所述方法包括：在所述开放互连壁结构的所述一 个或多个开放孔内沉积活性材料。
12. 根据权利要求9所述的方法，其中形成所述沉积模板包括：在所述导电材料层上沉 积多个微粒以创建微粒晶格，所述微粒晶格构成所述沉积模板，从所述多个微粒之间的以 及由所述多个微粒所限定的互连空间来形成所述沉积模板的开放孔。
13. 根据权利要求9所述的方法，其中形成所述沉积模板包括： 在所述导电材料层上沉积嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包括两个或更多非相容的聚合 物嵌段；以及 去除所述非相容的聚合物嵌段中的一个或多个非相容的聚合物嵌段以产生开放多孔 聚合物结构，所述开放多孔聚合物结构构成所述沉积模板。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中去除所述一个或多个非相容的聚合物嵌段以产 生具有螺旋二十四面体、双螺旋二十四面体、垂直定向的柱状或垂直定向的层状形貌的开 放多孔聚合物结构。
15. -种制作装置的方法，所述方法包括： 在导电材料层上形成蚀刻模板，所述蚀刻模板包括一个或多个开放孔，所述一个或多 个开放孔从所述蚀刻模板的外表面连续延伸到下面的导电材料层；以及 通过经由所述蚀刻模板的所述一个或多个开放孔将蚀刻剂沉积在所述导电材料层上 来去除所述导电材料层的区域，以从所述导电材料层来形成导电材料的开放互连壁结构， 所述开放互连壁结构具有一个或多个开放孔，能够将供在产生和/或储存电荷中使用的活 性材料沉积在所述一个或多个开放孔中，其中所述开放互连壁结构用作电荷收集器，所述 电荷收集器从所述活性材料提供针对所产生和/或储存的电荷的电路径。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述方法包括：在去除所述导电材料层的区域 后去除所述蚀刻模板。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中所述方法包括：在所述开放互连壁结构的所述 一个或多个开放孔内沉积活性材料。
18. 根据权利要求15所述的方法，其中形成所述蚀刻模板包括：在所述导电材料层上 沉积多个微粒以创建微粒晶格，所述微粒晶格构成所述蚀刻模板，从所述多个微粒之间的 以及由所述多个微粒所限定的互连空间来形成所述蚀刻模板的开放孔。
19. 根据权利要求15所述的方法，其中形成所述蚀刻模板包括： 在所述导电材料层上沉积嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包括两个或更多非相容的聚合 物嵌段；以及 去除所述非相容的聚合物嵌段中的一个或多个非相容的聚合物嵌段以产生开放多孔 聚合物结构，所述开放多孔聚合物结构构成所述蚀刻模板。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中去除所述一个或多个非相容的聚合物嵌段以产 生具有螺旋二十四面体、双螺旋二十四面体、垂直定向的柱状或垂直定向的层状形貌的开 放多孔聚合物结构。
【专利摘要】一种装置，所述装置包括导电材料层，所述导电材料层具有在其上形成的导电材料的开放互连壁结构，所述开放互连壁结构具有螺旋二十四面体结构，该螺旋二十四面体结构包括一个或多个开放孔，能够将供在产生和/或储存电荷中使用的活性材料沉积在所述一个或多个开放孔中，其中所述导电材料层和所述开放互连壁结构一起形成电荷收集器，所述电荷收集器从所述活性材料提供针对所产生的和/或储存的电荷的电路径。
【IPC分类】H01M4-80, H01M4-137, H01M4-02, H01M4-04
【公开号】CN104737331
【申请号】CN201380054031
【发明人】魏迪, Y·刘, P·安德鲁, M·罗瓦拉, C·鲍尔, T·吕海宁
【申请人】诺基亚技术有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年8月7日
【公告号】EP2885829A1, US20140050988, WO2014027279A1