[发明专利]用于能量储存装置的稳健多孔电极

权利要求书

1.一种用于能量储存装置中的电极，包括：

具有多个通道以及表面的多孔材料，所述多个通道向所述表面开口；以及

沉积在所述通道内的结构材料；

其中所述结构材料在使用过程中向所述电极提供结构稳定性。

2.如权利要求1所述的电极，进一步包括包含离子的电解质，其中所述离子在所述结构材料中比在所述多孔材料中具有更高的扩散速率。

3.如权利要求2所述的电极，其特征在于，所述电解质包括锂盐，包括六氟磷酸锂(LiPF₆)、六氟砷酸锂一水化物(LiAsF₆)、高氯酸锂(LiClO₄)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、三氟甲基磺酸锂(LiCF₃SO₃)或其混合物。

4.如权利要求2所述的电极，其特征在于，所述结构材料中的所述更高的扩散速率在数量级上比所述多孔材料中的所述扩散速率高。

5.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述结构材料从气态被沉积在所述多孔硅的所述通道内。

6.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述结构材料包括碳。

7.如权利要求6所述的电极，其特征在于，所述碳包括石墨、碳基聚合物或碳化硅。

8.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述结构材料包括二氧化钛。

9.如权利要求1所述的电极，在所述结构材料的表面上进一步包括固体-电解质相间层。

10.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述多孔材料是从硅、锡、锗、二氧化钛的列表中选择的。

11.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述多孔材料是硅。

12.如权利要求1所述的能量储存装置，其特征在于，所述电极具有50％或更大的孔隙率。

13.一种能量储存装置，包括：

包括多孔材料以及包含离子的电解质的第一电极，所述第一电极具有多个通道以及表面，所述多个通道向所述表面开口；

其中所述多孔材料包含沉积在所述通道内的结构材料，并且所述离子在所述结构材料中比在所述多孔材料中具有更高的扩散速率。

14.如权利要求13所述的能量储存装置，其特征在于，所述多孔材料是从硅、锡、锗、二氧化钛的列表中选择的。

15.如权利要求13所述的能量储存装置，其特征在于，所述多孔材料是硅。

16.如权利要求13所述的能量储存装置，其特征在于，所述结构材料包括碳或钛。

17.如权利要求13所述的能量储存装置，其特征在于，所述包含离子的电解质包括锂盐，包括六氟磷酸锂(LiPF₆)、六氟砷酸锂一水化物(LiAsF₆)、高氯酸锂(LiClO₄)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、三氟甲基磺酸锂(LiCF₃SO₃)或其混合物。

18.如权利要求13所述的能量储存装置，其特征在于，所述结构材料中的所述更高的扩散速率在数量级上比所述多孔材料中的所述扩散速率高。

19.如权利要求13所述的能量储存装置，进一步包括第二电极，其中所述第一电极是阳极。

20.如权利要求13所述的能量储存装置，其特征在于，所述第一电极具有50％或更大的孔隙率。

21.一种稳定能量储存装置的电极的方法，包括：

提供具有向多孔材料的表面开口的多个通道的多孔材料，所述多孔材料形成第一电极的至少一部分；

将结构材料沉积到所述多孔材料的所述通道内；以及

将离子从包含离子的电解质通过所述结构材料扩散到所述多孔材料中；

其中所述离子在所述结构材料内比在所述多孔材料内具有更高的扩散速率。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述多孔材料是从包括硅、锡、锗、二氧化钛以及其混合物的组中选择的。