用於形成發泡的電極結構的方法

2023-10-09 06:09:49 2

專利名稱：用於形成發泡的電極結構的方法
技術領域：
本申請涉及形成電極，更特別地涉及用於產生含有電子傳導性泡沫體以及電子傳導性基材的電極結構的工藝技術。
背景技術：
電極用於從一些介質(medium)供給電子和移除電子，並典型地由金屬或金屬合金製成。電化學電池使用電極來促進電化學相互作用過程中的電子傳送和傳輸。蓄電池或電化學存儲設備可以以流電(galvanic)和電解容量使用電極，分別對應於放電過程或充電過程。電化學反應通常發生在電解質和電極的界面處或附近，其可以擴展至外電路，通過該外電路可以施用或提取電功率。電極典型地與集流體接觸布置，以便吸取和/或供給電力。為了減少系統損耗，在電極和集流體之間的界面處必須有充分的電接觸。該界面的品質可能取決於用於製備電極和集流體的工藝步驟，以及用於布置電接觸的兩個部件的組裝步驟。很多的工藝步驟，包括機械和化學的相互作用，典型地需要完成上述組裝的製備電極和集流體。這些眾多的工藝步驟往往使用多個子組件，可能會增加成本，增加基礎結構的要求，並且引入製造錯誤發生的機會。因此，期望減少和/或合併製備電極結構所需的工藝步驟。

發明內容
鑑於上述內容，提供了用於形成電極結構的技術、組合物以及配置，該結構包括與一個或多個電子傳導性基材接觸的一個或多個電子傳導性泡沫體。在一些實施方案中，本發明提供了在電子傳導性基材上直接形成電子傳導性泡沫體的技術。在一些方法中，直接在電子傳導性基材上形成電子傳導性泡沫體可減少和/或合併用於形成電極結構的工藝步驟。在一些實施方案中，可將前體材料與電子傳導性基材(例如金屬)接觸布置，其中在基材的表面和前體材料之間可存在界面。前體材料可為聚合物泡沫體、聚合物漿料、乾燥的聚合物漿料、任何其它的合適的前體材料、或它們的任何合適的組合。在一些實施方案中，與基材接觸的前體材料在與基材接觸時可以進一步處理(例如乾燥、固化)。例如，鍍覆或塗覆工藝可應用於互相接觸的前體材料和基材的子組件。鍍覆或塗覆工藝可包括使用電子傳導性材料(例如金屬)塗覆前體材料和基材的全部或部分，形成遍及前體材料體積的電子傳導性網絡。可基本移除(例如熱解)鍍覆的前體材料，以及鍍覆的前體材料的一個或多個部件，由此留下與基材接觸的電子傳導性泡沫體。在一些實施方案中，前體材料中可包括活性材料，和/或可將活性材料引入到電子傳導性泡沫體中。在一些實施方案中，電子傳導性泡沫體可在升高的溫度下燒結。基材和泡沫體可以是任何合適的形狀，包括平坦板材、彎曲板材、圓頂狀、或任何其它合適的形狀或它們的組合。在一些實施方案中，多個第一顆粒可與多個第二顆粒以及液體試劑組合以形成漿料。漿料可包括至少一種電子傳導性的成分和至少一種非電子傳導性的成分，該非電子傳導性的成分可包括但是不限於一種或多種共聚物顆粒、粘合劑、液體試劑、任何其它合適的非電子傳導性材料或它們的任何合適的組合。至少一個漿料的鄰接層可形成在電子傳導性基材的表面上。該層在厚度上可以是均勻的、或不均勻的，可以在基材的表面上是鄰接的， 或不鄰接的。在一些實施方案中，在基材的表面上可以形成多於一個鄰接層。基本上所有的(也就是全部或幾乎全部)的液體試劑可從漿料的至少一個鄰接層上移除，以留下固體的複合材科，其中固體的複合材料可保持與基材的表面接觸。例如，可通過乾燥，加熱，任何其它的合適的移除工藝，或它們的任何組合來移除液體試劑。基本上所有的多個第一顆粒可從複合材料中移除(例如熱解)，其中剩餘的多個第二顆粒可形成與基材接觸的相應的電子傳導性泡沫體。 在一些實施方案中，複合材料可與電子傳導性基材接觸布置。複合材料可包括至少一種電子傳導性的成分和至少一種非電子傳導性的成分，該非電子傳導性的成分包括但不限於一種或多種聚合物泡沫體、乾燥的聚合物漿料、任何其它合適的非電子傳導性材料或它們的任何合適的組合。複合材料可以是包括兩種或更多種類型的顆粒的複合漿料。例如，複合材料可以是包括液體試劑(例如有機溶劑)，電子傳導性的顆粒(例如金屬)以及非電子傳導性的顆粒(例如聚合物)的漿料。在一些實施方案中，在與基材接觸時可以對複合漿料進行進一步的處理(例如乾燥、固化)。非電子傳導性的成分，或任何其它的成分， 可基本上從乾燥的複合漿料中移除(例如熱解)，由此留下與基材接觸的電子傳導性泡沫體。


圖1顯示了根據本發明的一些實施方案的雙極性電極單元(BPU)的說明性結構的示意性的橫截面圖；圖2顯示了根據本發明的一些實施方案的圖1中的BPU的疊層的說明性結構的示意性的橫截面圖；圖3顯示了根據本發明的一些實施方案的單極性電極單元(MPU)的說明性結構的示意性的橫截面圖；圖4顯示了根據本發明的一些實施方案的含有兩個圖3中的MPU的器件的說明性結構的示意性的橫截面圖；圖5顯示了根據本發明的一些實施方案的說明性固相泡沫體的立方塊；圖6顯示了根據本發明的一些實施方案的帶有切去部分的說明性的電極結構；圖7顯示了根據本發明的一些實施方案的產生電極結構的說明性流程圖；圖8顯示了根據本發明的一些實施方案的產生電極結構的說明性流程圖；圖9顯示了根據本發明的一些實施方案的產生電極結構的說明性流程圖；圖10顯示了根據本發明的一些實施方案的產生電極結構的說明性流程圖11顯示了根據本發明的一些實施方案與基材接觸的前體材料的示例性的側面正視圖(side elevation view)；圖12顯示了根據本發明的一些實施方案從線XII-XII截取的圖11的元件的說明性的俯視圖；圖13顯示了根據本發明的一些實施方案的在前體材料和基材之間的界面的說明性的部分橫截面圖；圖14顯示了根據本發明的一些實施方案塗覆有電子傳導性材料的圖13的界面的說明性的部分橫截面圖；圖15顯示了根據本發明的一些實施方案的圖14中的界面的說明性的部分橫截面圖；圖16顯示了根據本發明的一些實施方案與基材接觸的複合材料的說明性側面正視圖；圖17顯示了根據本發明的一些實施方案從線XVII-XVII截取的圖16的元件的說明性俯視圖；圖18顯示了根據本發明的一些實施方案的在複合材料和基材之間的界面的說明性的部分橫截面圖；圖19顯示了根據本發明的一些實施方案的在電子傳導性泡沫體和基材之間的界面的說明性的部分橫截面圖；圖20顯示了根據本發明的一些實施方案的在複合材料和基材之間的界面的說明性的部分橫截面圖；以及圖21顯示了根據本發明的一些實施方案的在電子傳導性泡沫體和基材之間的界面的說明性的部分橫截面圖。
具體實施例方式本發明提供了用於形成電極結構的方法，組合物以及配置，該電極結構包括與一個或多個電子傳導性基材接觸的一種或多種電子傳導性泡沫體。本發明提供了用於直接在電子傳導性基材上形成電子傳導性泡沫體的方法，組合物以及配置。本發明的的電極結構和組件可應用於能量存儲器件，例如蓄電池、電容器、或可存儲或提供電能或電流的任何其它能量存儲器件，或它們的任何組合。例如，本發明的電極結構和組件可在單極性電極單元 (MPU)或雙極性電極單元(BPU)中實現，或可應用於MPU或BPU的一個或多個表面。應當理解，雖然在層疊的能量存儲器件的上下中描述了本發明，但所討論的概念可適用於任何電池間(intercellular)電極結構，包括但不限於平行板、稜柱、摺疊、卷繞和/或雙極性的結構、任何其它合適的結構或其任何組合。在一些實施方案中，電極可包含多孔結構或傳導性泡沫體來增加界面面積，這可改善化合物例如分子(如水)或離子(如氫氧根離子)或二者的傳輸。電化學反應可在活性材料、電解質和電子傳導性的部件之間的界面處或附近發生。增加的界面面積可允許電化學器件的增大的充電或放電倍率。在一些實施方案中，公開的技術、組合物和配置可提供具有與合適的基材接觸的多孔結構和傳導性泡沫體的電極。本公開內容包括用於形成與電子傳導性基材接觸的電子傳導性電極的方法，組合物和配置。例如，電極可通過使用電子傳導性材料塗覆多孔的前體材料，和/或移除固態複合材料的一種或多種成分來形成。在一些實施方案中，電子傳導性的網絡或泡沫體可直接形成在基材的一個或多個表面上。將在下文中結合圖1-21來描述本發明，所述圖顯示了說明性的實施方案。圖1顯示了根據本發明的一些實施方案的BPU 100的說明性的結構的示意性橫截面圖。示例性的BPU 100可包括正極活性材料電極層104，電子傳導性的，不可滲透的基材 106，以及負極活性材料電極層108。正電極層104和負電極層108提供在基材106的相對側上。圖2顯示了根據本發明的一些實施方案的圖1的BPU 100的疊層200的說明性結構的示意性橫截面圖。多個BPU 202可配置成疊層結構200。在疊層200內，電解質層210 提供在兩個相鄰的BPU之間，使得一個BPU的正電極層204與相鄰的BPU的負電極層208 相對，電解質層210位於BPU之間。分隔體可提供在一個或多個電解質層210內從而電隔離相對的正和負電極層。分隔體允許相鄰的電極單元之間的離子傳輸用於複合，但是可以基本上抑制相鄰的電極單元之間的電子傳輸。如本文中定義的，「電池」或「電池部分」 222 是指第一 BPU202的基材206和正電極層204、相鄰於第一 BPU 202的第二 BPU 202的負電極層208和基材206、以及第一和第二 BPU 202之間的電解質層210中所包括的部件。每個電池部分222的各自不可滲透的基材206可以由可適用的相鄰電池部分222共用。圖3顯示根據本發明的一些實施方案的MPU 300的說明性結構的示意性橫截面圖。示例性的MPU 300可以包括活性材料電極層304和電子傳導性的、不可滲透的基材306。 活性材料層304可以是任何合適的正極或負極活性材料。圖4顯示了根據本發明的一些實施方案的包含兩個圖3的MPU的裝置的說明性結構的示意性橫截面圖。可以將分別具有正極和負極活性材料的兩個MPU300層疊以形成電化學裝置400。可以在兩個MPU 300之間提供電解質層410，使得一個MPU 300的正電極層 404與另一個MPU 300的負電極層408相對，電解質層410位於兩個MPU之間。可以在電解質層410中提供分隔體以使相對的正和負電極層電隔離。儘管未顯示，但在一些實施方案中，可以向疊層200添加分別具有正極和負極活性材料的兩個MPU以及合適的電解質層，以形成雙極性蓄電池。雙極性蓄電池和蓄電池組在Ogg等的美國專利申請No. 11/417,489, Ogg等的美國專利申請No. 12/069，793，以及Wfest等的美國專利申請No. 12/258,854中得到更加詳細的描述，所有這些都通過弓I用方式以其全部內容併入本文。用於形成電極單元的基材(例如，基材106、206、406和416)可由任何合適的電子傳導性和不可滲透性或基本上不可滲透性的材料形成，所述材料包括但不限於無穿孔的金屬箔、鋁箔、不鏽鋼箔、包括鎳和鋁的包覆材料、包括銅和鋁的包覆材料、鍍鎳的鋼、鍍鎳的銅、鍍鎳的鋁、金、鋁、任何其它合適的電子傳導性和不可滲透性材料或其任何合適的組合。 在一些實施方案中，基材可由一種或多種合適的金屬或金屬組合(例如，合金、固溶體、鍍覆的金屬)形成。在某些實施方案中，每個基材可由彼此粘附的兩片或更多片金屬箔製成。 每個BPU的基材可以典型地為0. 025到5毫米厚，而每個MPU的基材可為0. 025到30毫米厚，並充當例如ESD的端子或亞端子。可以在例如平坦的金屬膜或箔中使例如金屬化的泡沫體與任何合適的基材材料組合，使得可以通過使傳導性基質遍及電極擴展而降低電池部分的活性材料之間的電阻。
提供在這些基材上用於形成本發明的電極單元的正電極層(例如正電極層104、 204和404)可由任何合適的活性材料形成，包括但不限於例如氫氧化鎳(Ni(OH)2)、鋅 (Zn)、任何其它合適的材料、或其組合。可以將正極活性材料燒結並浸漬、用水性粘合劑塗覆並壓制、用有機粘合劑塗覆並壓制、或通過用於將正極活性材料與其它支持性化學品一起包含在傳導性基質中的任何其它合適的技術包含在內。電極單元的正電極層可以具有例如注入其基質中以減少膨脹的顆粒，包括但不限於金屬氫化物(MH)、鈀(Pd)、銀(Ag)、任可其它合適的材料、或其組合。這可以例如增加循環壽命、改善再組合、和降低電池部分內的壓力。這些顆粒例如MH也可以在活性材料糊料的接合中，例如Ni (OH)2,用以改善電極內的電傳導率和支持再組合。提供在這些基材上用以形成本發明的電極單元的負電極層(例如負電極層108、 208和408)可以由任何合適的活性材料形成，包括但不限於例如MHJg (Cd)、錳(Mn)、Ag、 任何其它合適的材料或其組合。可以將負極活性材料燒結、用水性粘合劑塗覆並壓制、用有機粘結劑塗覆並壓制、或通過用於將負極活性材料與其它支持性化學品一起包含在傳導性基質中的任何其它合適的技術包含在內。例如，負電極側可具有被注入負電極材料基質內以穩定結構、減少氧化、和延長循環壽命的化學品，包括但不限於Ni、Zn、Al、任何其它合適的材料或其組合。可以將多種合適的粘合劑與活性材料混合或以其它方式引向活性材料以保持活性材料與基材、固相泡沫體、任何其它合適的部件、或其任何合適的組合之間的接觸，所述粘合劑包括但不限於例如有機羧甲基纖維素(CMC)、Creyton橡膠、PTFE(Teflon)、任何其它合適的材料或其任何合適的組合。可以將任何合適的粘合劑包含在漿料或任何其它混合物中以增加粘著性、粘聚性或其它合適的性能或其組合。ESD的各電解質層的分隔體可以由任何合適的材料形成，所述材料電隔離其兩個相鄰的電極單元，同時允許那些電極單元之間的離子傳輸。分隔體可以包含纖維素超吸收體以改善填充並充當電解質儲存器以提高循環壽命，其中分隔體可由例如超吸收尿布類 (diaper)材料製成。由此，分隔體可以在對ESD進行充電時釋放先前吸收的電解質。在某些實施方案中，分隔體可比標準電池密度更低且更厚，使得電極間距離(IES)可以開始於高於正常值並連續減小以便在其整個使用期限內保持ESD的容量(或C-倍率)以及延長 ESD的使用期限。分隔體可以是相對薄的材料，該材料粘結於電極單元上的活性材料的表面以減少短路和改善再組合。這種分隔體材料可以例如是噴射的、塗覆的、壓制的、或其組合。分隔體可具有與之附接的再組合試劑。可以將這種試劑注入分隔體的結構內(例如，這可以通過使用聚乙烯醇類(PVA或PV0H)以溼法物理捕獲試劑以使該試劑與分隔體纖維結合來進行，或者可以通過電沉積將該試劑加入其中)，或者其可以通過例如真空沉積在表面上成層。分隔體可由任何合適的材料製成，例如聚丙烯、聚乙烯、任何其它合適的材料或其任何組合。分隔體可包括有效支持再組合的試劑，包括但不限於例如鉛(Pb)、Ag、鉬(Pt)、Pd、任何其它合適的材料、或其任何合適的組合。在一些實施方案中，試劑可基本上與任何電子傳導性部件或材料絕緣(例如不接觸)。例如，在一些配置中，所述試劑可以設置在分隔體材料的片材之間，使得所述試劑不接觸電子傳導性電極或基材。儘管如果電池的基材彼此相對地移動那麼分隔體可能呈現出電阻，但在本發明的某些實施方案中可以不提供分隔體，所述實施方案可以利用足夠剛性而不偏斜的基材。ESD的各電解質層的電解質可以由可在溶解或熔化時離子化以產生電子傳導性介質的任何合適的化合物形成。所述電解質可以是任何合適的ESD的標準電解質，包括但不限於例如NiMH。電解質可以包含另外的合適化學品，包括但不限於例如氫氧化鋰(LiOH)、 氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鈣(CaOH)、氫氧化鉀(KOH)、任何其它合適的材料、或其組合。電解質還可以包含添加劑以改善再組合，包括但不限於例如Ag(0H)2。電解質還可以包含例如氫氧化銣(RbOH)以改善低溫性能。可以將電解質凍結在分隔體內部，然後在將ESD完全組裝之後將其解凍。這可以允許在墊圈和與之相鄰的電極單元形成基本上液密的密封之前將特別粘性的電解質插入到ESD的電極單元疊層中。電極可以包含電子傳導性的網絡或部件。電子傳導性的網絡或部件可以降低歐姆電阻並可以允許用於電化學相互作用的增加的界面面積。例如，在圖4中所示的疊層400 中，電解質410和正電極層404或負電極層408之間的界面似乎為平面的二維表面。儘管在貯能裝置的一些實施方案中可以採用平面的界面，但電極也可以具有多孔的結構。所述多孔結構可以增加電極和電解質之間的界面面積，這可以增加可實現的充電或放電倍率。可以將活性材料與傳導性部件或網絡混合或者施用於傳導性部件或網絡，以便在更大的表面區域擴展界面。電化學相互作用可以發生在活性材料、電解質和電子傳導性材料之間的界面處。例如，電子傳導性基材可以是不可滲透性的，防止滲漏或短路。在一些配置中，可以將一個或多個多孔電極保持與電子傳導性、非多孔的基材接觸，如圖1-4中所示。這種配置可以允許在外電路和電極之間的電子傳輸。如這裡定義的「泡沫體」是指固相的多孔結構，或具有孔隙的固相網絡。泡沫體可含有孔洞，其填充有氣體或真空，或可部分地或全部地填充有氣體、液體、糊料、顆粒、任何其它合適的材料、或它們的組合。孔隙率描述了孔洞佔據的泡沫體積的比例。泡沫體可含有多於一種固體成分，並且可能包括不同材料的複合物。開放室泡沫體(open cell foam) 是指其中孔隙相互連通的泡沫體。開放室泡沫體可允許反應物、產物、電解質、離子或其它化合物遍及泡沫體以及在泡沫體和周圍環境之間的分子傳輸。封閉室泡沫體(closed cell foam)包括互相密封的孔隙，有效地抑制化合物泡沫體的傳輸。在下面的討論中，術語泡沫體應當理解為是指開放室泡沫體。圖5顯示根據本發明的一些實施方案的說明性泡沫體500的立方體。固相部件502 可具有多個貫通散布的孔隙504，由此賦予孔隙率。泡沫體500可包括與孔隙504相比具有相對小的空間級別的多個孔隙506。孔隙506可具有用於產生泡沫體500的電子傳導性顆粒的特徵。孔隙504可遍及泡沫體形成基本互相連通的網絡，這可允許傳輸過程發生。孔隙504可具有任何合適的形狀或尺寸分布。例如，孔隙504可具有前體材料(例如聚合物顆粒)的形狀和尺寸特徵。泡沫體500的孔隙率可具有在0和1之間的任何合適的值，較大的孔隙率與接近於1的值相關。孔隙率的較大值可對應於泡沫體的較大的表面積的值。 在一些實施方案中，泡沫體500可包括一種或多種電子傳導性成分(例如金屬)、一種或多種活性成分(例如Ni (OH)2)、一種或多種粘結劑、任何其它合適的材料或它們的任何組合。圖6顯示了根據本發明的一些實施方案的帶有切去部分的說明性的電極結構 600。電極結構600可以包括泡沫體602和基材606。泡沫體602和基材606可以共用界面610作為接觸平面。界面610代表其中至少兩個部件、材料或其適當組合在空間上相互會合的平面或路徑。如本文中使用的，術語「界面」意指漿料和基材、固體泡沫體和基材、任何兩個合適的部件、任何合適的部件和非固體相之間的基本上平面的接觸區域，或兩個不同材料或部件之間的任何其它接觸平面。雖然顯示為平面的盤狀幾何形狀，但電極結構600 可具有任何合適的形狀、曲率(例如圓頂形狀)、(任一層的)厚度、相對尺寸(基材和泡沫體之間的)、相對厚度(基材和泡沫體之間的)、任何其它性能或其任何合適的組合。泡沫體602和基材606可具有任何合適的三維形狀，具有可為基本圓形、正方形、矩形、三角形、 六邊形、橢圓形和任何其它合適的橫截面，或這些形狀的組合。例如，在一些實施方案中，泡沫體602可為具有正方形橫截面的平行六面體，且基材606可為圓柱形的。泡沫體602可以包括一個或多個電子傳導性部件(例如金屬)、一種或多種活性材料(例如Ni (OH)2)、一種或多種粘合劑、任何其它合適的材料或其任何組合。在一些實施方案中，可以在結構600 的組裝或產生之後將活性材料引向泡沫體602。在說明性的圖7-10的上下文中，根據本發明的一些實施方案，描述了產生與電子傳導性基材接觸的電子傳導性泡沫體的說明性技術。圖7顯示了根據本發明的一些實施方案的產生電極結構的說明性的流程圖700。 工藝步驟702可包括製備前體材料，例如聚合物泡沫體。在一些實施方案中，工藝步驟702 可包括通過使用例如起泡劑製備聚合物泡沫體。應當理解，任何合適的技術或技術的組合都可用於製備聚合物泡沫體。工藝步驟702可包括清潔聚合物泡沫體，蝕刻聚合物泡沫體， 調節聚合物泡沫體的尺寸和形狀(例如切削、研磨、拆分、鑽孔、機加工)，處理聚合物以接受電荷，為聚合物充電，任何其它合適的製備技術或它們的組合。聚合物泡沫體可由碳基聚合物製成，該碳基聚合物包括但不限於聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、尼龍、 聚酯、丙烯酯、聚碳酸脂，任何其它合適的聚合物或它們的組合以及任何合適的添加劑。聚合物材料可基本維持其固態材料的形狀特徵。聚合物材料可在升高的溫度下經受熱解或碳化。在工藝步驟704中，可對聚合物泡沫體進行鍍覆或以其它方式使用電子傳導性材料進行塗覆。傳導性塗層可以是任何合適類型的金屬(例如鎳)，任何其它合適的電子傳導性材料或它們的任何合適的組合。工藝步驟804可包括電鍍、無電鍍、化學氣相沉積(CVD)、 物理氣相沉積(PVD)、任何其它合適的鍍覆或塗覆技術或它們的任何組合。在一些實施方案中，工藝702和704的執行可導致具有電子傳導性的成分或塗覆材料的複合泡沫體。在一些實施方案中，可在工藝704過程中將活性電極材料添加到複合泡沫體。在塗覆工藝704之後，如圖7中工藝706所示，可移除聚合物前體。工藝706可包括增加塗覆的泡沫體的溫度，同時保持泡沫體在還原性(例如形成氣體、氫、加溼氫、稀釋氫)或基本上惰性的(例如雙原子氮、氬、氦)的環境中。在基本上沒有氧或含氧的化合物存在時增加的溫度可引起聚合物成分的有機材料熱分解(例如熱解、碳化)。聚合物成分可分解為較輕的化合物並且氣化，脫附，或以其它方式留下固態泡沫體的剩餘成分，並進入氣相中。聚合物也可以分解為固態的，富含碳的化合物或剩餘物，其可剩留在固態泡沫體中。 工藝706可包括引起聚合物成分的一部分或基本全部分解、碳化，進入氣相，或它們的組合的工藝。工藝706可移除幾乎全部的聚合物成分以及相關的分解產物。在一些實施方案中， 工藝步驟706可包括在任何合適的環境中將溫度升高到超過300攝氏度。工藝步驟706還
10可包括在相同或不同的升高的溫度下燒結或用其它方法處理剩餘的傳導性泡沫體，例如用於提高泡沫體的傳導性、連通性、耐久性、其它合適的性能、或它們的任何組合。在圖7顯示的步驟708中，可製備電子傳導性的，不可滲透的基材。在一些實施方案中，基材在一些維度上可大於金屬泡沫體，例如雙極性或單極性板材。在一些實施方案中，基材在一些維度上比泡沫體相對較小，例如在基材可以是一個或多個舌片(tab)的實施方案中。基材可以由任何合適的電子傳導性和不可滲透的材料形成。基材可以是具有任何形狀的平坦板材(例如盤狀物)、任意形狀的彎曲板材(例如圓頂形)、薄箔、或具有任何合適的橫截面的任何其它的形狀。基材可包括一個或多個部件(例如複合體)。工藝步驟 708可包括製備步驟，例如清潔基材，調節基材的表面光潔度(例如拋光、粗糙化)，蝕刻基材，調節基材的尺寸或形狀(例如切削、研磨、拆分、鑽孔、機加工)，任何其它合適的製備步驟或它們的任何組合。在圖7中所示的工藝步驟710中，可將電子傳導性基材和電子傳導性泡沫體固定在一起。基材和泡沫體可接觸布置，在泡沫體與基材的一個或多個表面之間形成界面。在一些實施方案中，在工藝步驟710中，可將多於一個泡沫體與特定的基材或舌片接觸布置。 在一些實施方案中，在工藝步驟710中，可將多於一個基材或舌片與特定的泡沫體接觸布置。可通過機械夾持、接合、點焊來保持基材和泡沫體的接觸，通過以垂直的方式布置基材和泡沫體保持取向，使得重力在部件之間引起非零的法向力，任何其它合適的附著技術或它們的任意組合。工藝步驟710可包括接合、燒結、釺焊、焊接、任何其它合適的技術或它們的任意組合從而在一個或多個基材與一個或多個泡沫體之間產生持久的附著力。在工藝步驟810後，可將電極結構準備用於在器件(例如ESD)中組裝，加入活性材料，燒結，任何其它進一步的工藝步驟或它們的合適的組合。圖8顯示了根據本發明的一些實施方案的用於產生電極結構的說明性的流程圖 800。步驟802可包括製備包括一種或多種成分的複合材料。該複合材料可包括例如聚合物顆粒、聚合物泡沫體、粘結劑、電子傳導性顆粒(例如金屬顆粒)、碳顆粒、活性材料、塗覆材料、液體(例如水、有機溶劑)的成分，任何其它合適的成分或它們的任何合適的組合。該複合材料可以是漿料、糊料、固態泡沫體、固態顆粒、塗覆的固態成分(例如塗覆的聚合物泡沫體)的形式，任何其它合適的形式或其組合。工藝步驟802可包括混合、摻混、攪拌、聲處理(也就是對攪拌的顆粒施用聲波)、球磨、研磨、定尺寸(例如篩分)、乾燥、塗覆(例如電鍍、無電鍍、CVD、PVD)、燒結、任何其它合適的用於製備複合材料的工藝或它們任何合適的組合。在圖8中顯示的工藝步驟804中，複合材料可與一個或多個基材接觸布置。可在基材的一個或多個表面上將複合材料布置成一個或多個鄰接層中。例如，複合材料可施用於平坦基材的相對兩個表面作為分離的層(例如BPU)。在一些實施方案中，不同的複合材料 (例如不同的成分)可與單獨的基材接觸布置(例如BPU)。在一些實施方案中，工藝步驟 804可包括將漿狀複合材料施用到基材，例如通過刮塗、旋塗、絲網印刷、任何其它合適的漿料施用技術或它們的任何組合。在一些實施方案中，工藝步驟804可包括將固態複合材料與基材接觸布置並保持該接觸，包括例如如下的技術將固態複合材料機械夾持至基材，將固態複合材料與基材接合，將固態複合材料壓在基材上，通過以垂直的方式彼此布置部件來保持取向，使得在部件之間產生非零的法向力，任何其它合適的附著技術，或它們的任何合適的組合。在圖8中顯示的工藝步驟806中，可移除與基材接觸的一個或多個複合材料的非電子傳導性成分。工藝步驟806可包括增加複合材料和基材的溫度，同時保持複合材料和基材在還原性(例如形成氣體、氫、加溼氫、稀釋氫)或基本上惰性(例如雙原子氮、氬、氦) 的環境中。工藝步驟806還可包括化學浸出、溶解、任何其它合適的低溫(例如低於100攝氏度)技術，或它們的組合。在一些實施方案中，工藝步驟806可對應於圖7中顯示的工藝步驟706。工藝步驟806之後所得的結構可包括與非多孔的電子傳導性基材接觸的多孔的電子傳導性固體。在一些實施方案中，工藝步驟806之後所得的結構可包括活性材料、粘結劑、任何其它合適的材料或成分，或它們的任何合適的組合。在工藝步驟806之後，可將電極結構準備好用於在器件例如ESD中組裝，加入活性材料，使用電子傳導性材料塗覆，燒結，任何其它進一步的工藝或組裝步驟，或它們的任何合適的組合。圖9顯示了用於產生根據本發明的一些實施方案的電極結構的說明性的流程圖 900。在圖9顯示的工藝步驟902中，可製備前體材料，例如聚合物泡沫體或聚合物漿料。 前體材料可以是固體、液體、或任何合適的組合(例如漿料、膠體、懸浮液)。在一些實施方案中，前體可以是聚合物漿料，並且可包括聚合物顆粒、一種或多種液體試劑(例如有機溶劑、水、醇)，一種或多種粘結劑、活性材料、碳(例如石墨)、任何其它的合適的材料或它們任何合適的組合。聚合物顆粒可具有任何合適的形狀或尺寸分布。聚合物顆粒可包括任何合適類型的聚合物或聚合物的組合。工藝步驟902可包括混合、摻混、攪拌、聲處理、球磨、 研磨、定尺寸(例如篩分)、乾燥、任何其它合適的製備步驟或它們的任何合適的組合。在一些實施方案中，前體可以是聚合物泡沫體，由任何類型的合適的聚合物或它們的組合產生。 在一些實施方案中，工藝步驟902可包括清潔聚合物泡沫體，蝕刻聚合物泡沫體，調節聚合物泡沫體的尺寸或形狀(例如切削、研磨、拆分、鑽孔、機加工)，處理聚合物使其接受電荷， 給聚合物充電，任何其它合適的製備技術或它們的組合。在圖9中顯示的工藝步驟904中，可將工藝步驟902的前體材料施用到合適的基材的一個或多個表面。在一些實施方案中，工藝步驟904可包括通過刮塗、旋塗、絲網印刷、 任何其它合適的漿料施用技術或它們的任何合適的組合來施用漿料。在一些實施方案中， 可使用一個或多個任何合適形狀的模具來保持工藝步驟902中的漿料為特定的形狀。例如，與基材接觸的圓柱形模具可用於保持工藝步驟902中的漿料為圓柱形，同時抑制工藝步驟902中的漿料流動或以其它形式變形。在一些實施方案中，可在施用漿料到基材之後的任何合適的工藝步驟中移除模具。在一些實施方案中，工藝步驟904可包括將固體前體材料例如聚合物泡沫體機械池夾持或接合至基材。任何合適的附著技術都可用於保持固體前體材料和基材之間的接觸。在圖9中顯示的工藝步驟906中，可進一步處理與基材接觸的前體材料。在一些實施方案中，可乾燥前體漿料(例如可移除一種或多種液體成分的一部分或全部)。乾燥工藝906可對殘餘成分(例如殘留的漿料成分)賦予剛性。在一些實施方案中，乾燥工藝906 可允許殘餘成分保持形狀，使得可以移除模具(如果使用的話)。在一些實施方案中，乾燥工藝906可賦予殘餘成分集合的孔隙度。在一些實施方案中，乾燥工藝906可包括加熱，將基材和漿料置於入規定的氣態環境中(例如加熱的氬)，任何其它合適的乾燥過程，或它們的組合。在一些實施方案中，工藝步驟906可包括準備前體材料用於塗覆有電子傳導性材料的任何合適的工藝步驟。在一些實施方案中，可以跳過工藝步驟906，例如其中前體材料是固體的實施方案。在圖9中顯示的工藝步驟908中，可使用合適的材料塗覆與基材接觸的經加工的前體材料。塗覆工藝908可包括電鍍、無電鍍、CVD、PVD、任何其它合適的鍍覆或塗覆技術、 或它們任何合適的組合。在一些實施方案中，可將活性材料加入到多孔結構中，作為塗覆工藝908的一部分(例如在之前或之後)。工藝步驟908之後所得的結構可包括多孔的電子傳導性的網絡(或泡沫體)以及與不可滲透的電子傳導性基材接觸的前體材料成分。在圖9中顯示的工藝步驟910中，可移除與基材接觸的一個或多個前體材料的成分。工藝步驟910可包括升高複合材料以及基材的溫度，同時保持複合材料和基材在還原性(例如形成氣、氫、加溼氫、稀釋氫)或基本上惰性的(例如雙原子氮、氬、氦)的環境中。 工藝步驟910還可包括化學浸出、溶解、任何其它合適的低溫(例如小於100攝氏度)技術， 或它們的組合。在一些實施方案中，工藝步驟910可對應於圖7中顯示的工藝步驟706。在工藝步驟910後所得到的結構可包括與不可滲透的電子傳導性基材接觸的多孔的電子傳導性網絡或泡沫體。在一些實施方案中，工藝步驟910後所得到的結構可包括活性材料、粘結劑、任何其它合適的材料或成分，或它們的任何合適的組合。在工藝步驟910之後，可以將電極結構準備用於器件(例如ESD)中的組裝、活性材料的添加、燒結、任何其它進一步的工藝步驟或其合適的組合。圖10顯示了用於產生根據本發明的一些實施方案的電極結構的說明性的流程圖 1000。在圖10中顯示的工藝步驟1002中，可製備漿料，該漿料含包括電子傳導性顆粒(例如金屬顆粒)，以及(任何合適尺寸或形狀的)聚合物顆粒，一種或多種液體試劑(例如有機溶劑、水、醇)、活性材料、粘結劑、碳(例如石墨)或其它合適材料的任何合適的組合。一種或多種非電子傳導性的成分可具有任何合適的形狀或尺寸分布。在一些實施方案中，電子傳導性的顆粒和非電子傳導性的顆粒可不必具有相同的尺寸和形狀。非電子傳導性的顆粒可包括任何合適類型的聚合物或聚合物的組合。工藝步驟1002可包括混合、摻混、攪拌、 聲處理、球磨、研磨、定尺寸(例如篩分)、乾燥、任何其它合適的製備步驟或它們的任何合適的組合。在圖10中顯示的工藝步驟1004中，可將工藝步驟1002的漿料施用到合適的基材的一個或多個表面。工藝步驟1004可包括刮塗、旋塗、絲網印刷、任何其它合適的漿料施用技術或它們任何合適的組合。在一些實施方案中，可以使用具有任何合適形狀的一個或多個模具來在基材上保持工藝步驟1002中的漿料為特定的形狀。例如，可以使用與基材接觸的矩形稜柱模具保持工藝步驟1002中的漿料為矩形稜柱的形狀，同時抑制工藝步驟1002 的漿料流動或以其它形式變形。在圖10中顯示的工藝步驟1006中，可乾燥與工藝步驟1004的基材接觸的工藝步驟1002的漿料(例如移除一種或多種液體成分的一部分或全部)。乾燥工藝1006可賦予殘餘成分剛性，例如剩留漿料成分。在一些實施方案中，乾燥工藝1006可允許殘餘成分維持形狀，使得可以移除模具(如果使用的話)。在一些實施方案中，乾燥工藝906可賦予殘餘成分的集合孔隙度。在一些實施方案中，乾燥工藝906可包括加熱，將工藝步驟1004的基材和工藝步驟1002的漿料置於規定的氣態環境中(例如加熱的氬)，任何其它合適的乾燥工藝或它們的任何組合。
在圖10中顯示的工藝步驟1008中，可移除與基材接觸的乾燥的漿料殘餘成分的非電子傳導性的成分。工藝步驟1008可包括升高工藝步驟1006的殘餘成分以及基材的溫度，同時保持殘餘成分和基材在還原性(例如形成氣、氫、加溼氫、稀釋氫)或基本上惰性 (例如雙原子氮、氬、氦)的環境中。工藝步驟1008還可包括化學浸出、溶解、任何其它合適的低溫(例如低於100攝氏度)技術或它們的組合。在一些實施方案中，工藝步驟1008可對應於圖7中所示的工藝步驟706。工藝步驟1008之後所得的結構可包括與不可滲透的電子傳導性基材接觸的電子傳導性泡沫體。在一些實施方案中，工藝步驟1008之後所得的結構可包括活性材料、粘結劑、任何其它合適的材料或成分，或它們的任何合適的組合。在工藝步驟1008之後，可以將電極結構準備用於在器件中(例如ESD)組裝，加入活性材料，燒結，使用電子傳導性材料塗覆，任何其它進一步的工藝步驟或它們合適的組合。應當理解，流程圖700-1000的步驟是說明性的。可以對流程圖700-1000的任何步驟進行修改、省略、重新排列、與流程圖700-1000的其它步驟結合、或補充其它步驟，而不偏離本發明的範圍。在圖11-15的上下文中，對用於製備根據本發明的一些實施方案的電極結構的說明性的工藝做進一步的論述。圖11顯示了根據本發明的一些實施方案與基材1106接觸的前體材料1102的側視圖。圖12中顯示的是根據本發明的一些實施方案的從圖11中的線XII-XII截取的圖11 中的元件的說明性俯視圖。顯示的前體材料1102與基材1106在界面1110處接觸。基材 1106和前體材料1102可具有任何合適的形狀、橫截面形狀、曲率、(層1106或1102的)厚度、相對尺寸(基材和前體材料之間)、相對厚度(基材和前體材料之間)、任何其它的性質或它們的任何合適的組合。前體材料1102可以是用於形成電極結構的任何合適的材料，並且可包括聚合物泡沫體、複合材料(例如在圖8的流程圖800中討論的複合材料)、乾燥的聚合物漿料(例如在圖9的工藝步驟906中討論的乾燥的漿料)、粘結劑、任何其它合適的材料，或它們任何合適的組合。圖13顯示了根據本發明的一些實施方案的前體材料1302和基材1306之間的界面區域1300的說明性的部分橫截面圖。圖13中顯示的界面區域1300可對應於或代表圖 11中顯示的界面1110的示意性近視圖。在一些實施方案中，前體材料1302可包括固體成分1304和孔隙網絡1308。孔隙網絡1308可包括具有任何合適尺寸和/或形狀的孔隙。雖然圖13中說明性地顯示的是由具有圓形橫截面的顆粒製成的，但前體材料1302可具有任何合適的橫截面外形，包括固相和孔隙網絡(例如任何合適的多孔固體)。應當理解，三維多孔固體的說明性的、示意的二維橫截面圖，例如圖13中顯示的，可能沒有顯示固體(或孔隙)的一些連通性，但是連通性仍可存在。圖14顯示了根據本發明的一些實施方案的，塗覆有電子傳導性材料1412的圖13 中的前體材料1302和基材1306之間的界面區域1400的部分橫截面圖。界面區域1400顯示了在界面區域1300的塗覆工藝(例如圖9中的工藝步驟908)之後的圖13中的前體材料 1302和基材1306之間的界面。可將塗覆材料1412施用到前體材料1302的部分或全部的表面，形成塗覆的前體材料1402。在一些實施方案中，塗覆工藝還可括使用塗覆材料1410 塗覆基材1306。在一些實施方案中，塗覆材料1410和塗覆材料1412可以是接觸的，例如允許電子傳導。塗覆的前體材料1402可包括孔隙網絡1408，其可賦予孔隙率。孔隙網絡1408可基本對應於塗覆工藝之前的孔隙網絡1308。圖15顯示了根據本發明的一些實施方案的圖14中的電子傳導性網絡1502和基材1306之間的界面區域1500的說明性的部分橫截面圖。在移除塗覆的前體材料1402中的一種或多種成分後，例如圖9中的工藝步驟910所描述的，界面區域1500包括在圖14中的前體材料1402和基材1306之間的說明性界面。在一些實施方案中，電子傳導性網絡1502 可基本對應於塗層1412。在一些實施方案中，電子傳導性網絡1502可以包括可從孔隙網絡 1408產生的孔隙網絡1508。在一些實施方案中，孔隙網絡1514可由塗覆的前體材料1402 的一種或多種合適的成分的移除而產生。孔隙網絡1514可具有不同於孔隙網絡1508的性質(如孔隙尺寸、相互連接性)。在一些實施方案中，孔隙網絡1508和孔隙網絡1514可在移除塗覆的前體材料1402的一種或多種成分之後形成單獨的孔隙網絡。雖然圖15顯示了前體材料1302的全部移除，但應當理解，可不移除前體材料1302的一種或多種成分。還應當理解，電子傳導性網絡1502可包括一種或多種成分，電子傳導性的或其它的，從前體材料1302剩餘的。含有界面區域1500的電極結構可以鍍覆有或以其它方式塗覆有電子傳導性材料。可在移除塗覆的前體材料1402的一種或多種合適的成分的過程中或之後燒結含有界面區域1500的電極結構。結合圖16-21進一步論述了用於製備根據本發明的一些實施方案的電極結構的說明性的方法。圖16顯示了根據本發明的一些實施方案的與基材1606接觸的複合材料1602的說明性側面圖。圖17中顯示的是根據本發明的一些實施方案的從圖16中的線XVII-XVII 截取的圖16中的元件的說明性的俯視圖。顯示複合材料1602在界面1610處與基材1606 接觸。基材1606和複合材料1602可具有任何合適的形狀、橫截面形狀、曲率、厚度(層1606 或層160 、相對尺寸(基材和複合材料之間)、相對厚度(基材和複合材料之間)、任何其它的性能或它們的任何合適的組合。在一些實施方案中，複合材料1602可包括上文在圖10 的工藝步驟1006中討論的乾燥的漿料。複合材料1602可以是用於形成電極結構的任何合適的材料，並且可包括電子傳導性材料，和一種或多種聚合物泡沫體，非電子傳導性的顆粒 (例如聚合物顆粒)、複合材料(例如在圖8的工藝步驟802中討論的複合材料)、粘結劑、 任何其它合適的材料、或它們任何合適的組合。圖18顯示了根據本發明的一些實施方案的在複合材料1802和基材1806之間的界面區域1800的說明性的局部橫截面圖。圖18中顯示的界面區域1800可對應於或代表圖16中顯示的界面1610的示意性的近視圖。在一些實施方案中，複合材料1802可包括固態成分1808和1810，其中的一者或兩者可以是電子傳導性的，以及孔隙網絡1812。孔隙網絡1812可包括任何合適尺寸和/或形狀的孔隙。儘管圖18中說明性地顯示的是由圓形界面的顆粒製造的，但是複合材料1802可具有包括固相和孔隙網絡的任何合適的橫截面外形(例如任何合適的多孔固體)。複合材料1802可包括多於一種的任何數量的成分，以任何合適的組合。應當理解，三維的多孔固體的說明性、示意性的二維橫截面圖，如圖18中顯示的，可能沒有顯示固體(或孔隙)的一些連通性，但是連通性仍可存在。圖19顯示了根據本發明的一些實施方案的電子傳導性泡沫體1902和基材1806 之間的界面區域1900的說明性的局部橫截面圖。在一些實施方案中，界面區域1900顯示了在移除複合材料1802中的一種或多種成分之後(例如，圖8中工藝步驟806或圖10中的步驟1008所描述的)的圖18中的基材1806和複合材料1802之間的界面。在一些實施方案中，電子傳導性網絡1902可對應於複合材料1802的一種或多種成分。在一些實施方案中，電子傳導性網絡1902可包括孔隙網絡1912。在一些實施方案中，孔隙網絡1912可部分地產生於複合材料1802的一種或多種成分的移除。應當理解，可不移除複合材料1802的一種或多種成分。還應當理解，電子傳導性網絡1902可包括一種或多種成分，電子傳導性的或非電子傳導性的，從複合材料1802中剩留的。在一些實施方案中，可在複合材料1802 中的一種或多種合適的成分移除的過程中或之後燒結含有界面區域1900的電極結構。圖20顯示了根據本發明的一些實施方案的複合材料2002和基材2006之間的界面區域2000的說明性的局部橫截面圖。圖20中顯示的界面區域2000可對應於或代表圖 16中示出的界面1610的示意性的近視圖。在一些實施方案中，複合材料2002可包括固態成分2008和2010(其中的一者或兩者可以是電子傳導性的)以及孔隙網絡2012。固態成分2008和2010可具有任何合適的尺寸分布和/或形狀分布。在一些實施方案中，固態成分2008和2010可具有不同的尺寸分布和/或形狀分布。孔隙網絡2012可包括任何合適的尺寸和/或形狀的孔隙。儘管圖20中說明性地顯示的是由具有圓形橫截面的顆粒製成的，但是複合材料2002可以具有包括固相和孔隙網絡的任何合適的橫截面外形(例如任何合適的多孔固體)。複合材料2002可包括大於一種的任何數量的成分，以任何合適的組合。 應當理解，三維多孔固體的說明性的，示意性的二維橫截面圖，例如圖20中顯示的，可能沒有顯示固體(或孔隙)的一些連通性，但是連通性仍可存在。圖21顯示了根據本發明的一些實施方案的電子傳導性泡沫體2102和基材2006 之間的界面區域2100的局部橫截面圖。界面區域2100顯示了在移除複合材料2002中的一種或多種成分之後(例如圖8中工藝步驟806或圖10中步驟1008所描述的)的圖21 的複合材料2002和基材2006之間的說明性界面。在一些實施方案中，電子傳導性泡沫體 2102可對應於複合材料2002中的一種或多種成分。在一些實施方案中，電子傳導性泡沫體 2102可包括孔隙網絡2112和孔隙網絡2114。在一些實施方案中，孔隙網絡2112可對應於孔隙網絡2012。在一些實施方案中，孔隙網絡2114可部分地由複合材料2002中的一種或多種成分的移除而產生。在一些實施方案中，孔隙網絡2112和2114可形成單獨的孔隙網絡。應當理解，可不移除複合材料2002中的一種或多種成分。還應當理解，電子傳導性泡沫體2102可包括一種或多種成分，電子傳導性的或非電子傳導性的，從複合材料2002剩留的。應該理解，前述只是對本發明的原理的說明，可以由本領域技術人員進行各種修改而不脫離本發明的範圍和精神。還應該理解，各種方向性和取向的術語，如「水平」和「垂直」、「頂，，和「底，，和「側，，、「長度，，和「寬度」和「高度，，和「厚度」、「內，，和「外」、「內部，，和 「外部」等在本文中的使用都是僅僅為了方便，而不是將這些術語用作固定的或絕對的方向或取向限制。例如，本發明的裝置，以及其各個部件可具有任何需要的取向。如果重新取向， 則可能需要不同的方向性或取向術語來進行描述，但是並不會改變它們落入本發明的範圍和精神的本質。本領域技術人員應該理解，可以通過不同於所述實施方案的方式來實踐本發明，提供所述實施方案是為了說明而非限制，且本發明僅受限於下述的權利要求。
權利要求
1.一種形成電極結構的方法，所述方法包括將前體材料和電子傳導性基材接觸布置，其中基材的表面和前體材料之間存在界面； 向前體材料引入電子傳導性材料從而遍及前體材料體積形成電子傳導性的網絡，其中保持前體材料和基材之間的接觸；以及移除基本全部的前體材料從而形成與基材接觸的相應電子傳導性泡沫體。
2.根據權利要求1所述的方法，其中前體材料包括聚合物泡沫體。
3.根據權利要求1所述的方法，其中將前體材料與電子傳導性基材接觸布置還包括 將多個第一顆粒和液體試劑組合以形成漿料；在電子傳導性基材上形成至少一個漿料的鄰接層；以及從至少一個漿料的鄰接層移除基本全部的所述液體試劑以留下前體材料，其中前體材料保持與基材接觸。
4.根據權利要求1所述的方法，其中將所述電極結構配置成用於能量存儲器件。
5.根據權利要求1所述的方法，還包括向電極結構引入活性材料。
6.根據權利要求1所述的方法，其中向前體材料引入電子傳導性材料還包括將電子傳導性材料引向基材的至少一個表面。
7.根據權利要求1所述的方法，其中電子傳導性泡沫體包含金屬。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述金屬選自鎳、鋼、鋁、金、銀和銅。
9.根據權利要求1所述的方法，其中電子傳導性基材包含金屬。
10.根據權利要求1所述的方法，其中電子傳導性基材選自鎳、鋁箔、不鏽鋼箔、鍍鎳的鋼、鍍鎳的銅、鍍鎳的鋁、金、銀和銅。
11.根據權利要求1所述的方法，其中基材具有平坦板材的幾何形狀。
12.根據權利要求1所述的方法，其中基材具有彎曲板材的幾何形狀。
13.根據權利要求1所述的方法，其中移除前體材料還包括在規定的氣態環境中升高電極結構的溫度。
14.根據權利要求1所述的方法，其中將前體材料與基材接觸布置包括機械地將前體材料夾持至基材。
15.根據權利要求1所述的方法，其中將前體材料與基材接觸布置包括將前體材料與基材接合。
16.根據權利要求1所述的方法，還包括燒結該電子傳導性泡沫體和基材。
17.一種形成電極結構的方法，所述方法包括；將多個第一顆粒、多個第二顆粒與液體試劑組合以形成漿料； 在電子傳導性基材表面上形成至少一個漿料的鄰接層；從至少一個漿料的鄰接層移除基本全部液體試劑從而留下固體複合材料，其中固體複合材料保持與基材的表面接觸；以及從複合材料移除基本全部的多個第一顆粒，其中剩餘的多個第二顆粒形成與基材接觸的相應電子傳導性泡沫體。
18.根據權利要求17所述的方法，其中多個第一顆粒包括多個聚合物顆粒。
19.根據權利要求17所述的方法，其中將所述電極結構配置成用於能量存儲器件。
20.根據權利要求17所述的方法，還包括向電極結構引入活性材料。
21.根據權利要求17所述的方法，還包括向電極結構引入電子傳導性材料。
22.根據權利要求17所述的方法，其中電子傳導性泡沫體包含金屬。
23.根據權利要求22所述的方法，其中所述金屬選自鎳、鋼、鋁、金、銀和銅。
24.根據權利要求17所述的方法，其中電子傳導性基材包含金屬。
25.根據權利要求17所述的方法，其中電子傳導性基材選自鎳、鋁箔、不鏽鋼箔、鍍鎳的鋼、鍍鎳的銅、鍍鎳的鋁、金、銀和銅。
26.根據權利要求17所述的方法，其中電子傳導性基材具有平坦板材的幾何形狀。
27.根據權利要求17所述的方法，其中電子傳導性基材具有彎曲板材的幾何形狀。
28.根據權利要求17所述的方法，其中移除多個第一顆粒還包括在規定的氣態環境中升高電極結構的溫度。
29.根據權利要求17所述的方法，還包括燒結該電子傳導性泡沫體和電子傳導性基材。
30.一種電極結構，通過如下的方法形成，所述方法包括將電子傳導性基材與複合材料接觸布置，其中所述複合材料包含； 至少一種電子傳導性成分，以及至少一種非電子傳導性成分；並且從所述複合材料中移除基本全部的非電子傳導性成分，其中剩餘的至少一種電子傳導性成分形成與基材接觸的電子傳導性泡沫體。
31.根據權利要求30所述的電極結構，其中所述複合材料包含聚合物。
32.根據權利要求30所述的電極結構，其中所述電極結構配置成用於能量存儲器件。
33.根據權利要求30所述的電極結構，還包括向電極結構引入活性材料。
34.根據權利要求30所述的電極結構，還包括向電極結構引入電子傳導性材料。
35.根據權利要求30所述的電極結構，其中電子傳導性泡沫體包含金屬。
36.根據權利要求35所述的電極結構，所述金屬選自鎳、鋼、鋁、金、銀和銅。
37.根據權利要求30所述的方法，其中電子傳導性基材包含金屬。
38.根據權利要求30所述的電極結構，其中電子傳導性基材選自鎳、鋁箔、不鏽鋼箔、 不鏽鋼、鍍鎳的鋼、鍍鎳的銅、鍍鎳的鋁、金、銀和銅。
39.根據權利要求30所述的電極結構，其中基材具有平坦板材的幾何形狀。
40.根據權利要求30所述的電極結構，其中基材具有彎曲板材的幾何形狀。
41.根據權利要求30所述的電極結構，其中通過在規定的氣態環境中升高電極結構的溫度來移除非電子傳導性的成分。
42.根據權利要求30所述的電極結構，其中複合材料和基材機械地夾持在一起來保持接觸。
43.根據權利要求30所述的電極結構，其中所述複合材料和基材接合來保持接觸。
44.根據權利要求30所述的電極結構，還包括燒結該電子傳導性泡沫體和基材。
全文摘要
一種電極結構，可包括與電子傳導性基材接觸的電子傳導性泡沫體。在一些實施方案中，所述泡沫體可通過使用電子傳導性材料塗覆與基材接觸的多孔的前體材料並且隨後移除所述前體而形成。在一些實施方案中，所述泡沫體通過移除與基材接觸的複合材料中的非電子傳導性成分，留下與基材接觸的電子傳導性成分而形成。電極結構可使用傳導性材料塗覆，或在升高的溫度下燒結以改善其耐久性和傳導性。
文檔編號H01M4/66GK102598376SQ201080039332
公開日2012年7月18日 申請日期2010年9月3日 優先權日2009年9月4日
發明者J·K·韋斯特, J·雷加拉多, N·西塔, 周昕 申請人:G4協同學公司