베터리 구조, 자기 조직화 구조 및 관련 방법 document_id 1020047001229

[청구항 1] 제1 전류 집전체와 전기 통신하는 제1 전극과 제2 전류 집전체와 전기 통신하는 제2 전극과 상기 제1 및 제2 전극과 이온 접촉하는 이온 전도성 매질 을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극의 적어도 일부는 상호 침투성 네트워크를 형성하며, 상기 제1 및 제2 전극의 적어도 하나는 2개 이상의 경로를 그들의 전류 집전체에 제공하는 전극 구조물을 포함하는 전기 화학 장치 [청구항 2] 제1항에 있어서,상기제1 및 제2 전극의 양쪽 모두는 2개 이상의 경로를 그들의 전류 집전체에 제공하는 전극 구조물포함하는전기 화학 장치. [청구항 3] 제1항 또는 제2항에 있어서,상기제1 및 제2 전극 중 적어도 하나는 가지 구조물을 갖는 전극 구조물을 포함하고, 전극의 단면적은 하나의 전극이 상기 전류 집전체에 접근함따라서증가하는 것인전기 화학 장치. [청구항 4] 제1항에 있어서,상기제1 및 제2 전극결합되는 것인전기 화학 장치. [청구항 5] 제1항에 있어서,상기제1 및 제2 전극 중 적어도 하나는 소결형 입자포함하는전기 화학 장치. [청구항 6] 제5항에 있어서,상기 소결형 입자는 다공질 소결형 몸체형성하는 것인전기 화학 장치. [청구항 7] 제1항에 있어서,상기제1 및 제2 전극 중 적어도 하나는 개방형 셀 타입의 발포(open-celled foam) 또는 스폰지포함하는전기 화학 장치. [청구항 8] 제1항에 있어서,상기제1 및 제2 전극은 입자로 구성되고, 상기 제1 및 제2 전극의 입자들은 상기 이온 전도성 매질과 결합될 때 서로에 대해 반발력미치는 것인전기 화학 장치. [청구항 9] 제8항에 있어서,상기 제1 전극의 입자들은 상기 이온 전도성 매질 내에 자체 인력미치는 것인전기 화학 장치. [청구항 10] 제8항에 있어서,상기 제2 전극의 입자들은 상기 이온 전도성 매질 내에 자체 인력미치는 것인전기 화학 장치. [청구항 11] 제1항에 있어서,전해질은 10-4 s/cm 이하의 이온 전도도갖는 것인전기 화학 장치. [청구항 12] 제1항에 있어서,상기 장치는 에너지 저장장치인 것인전기 화학 장치. [청구항 13] 제12항에 있어서,상기 제1 전극은 리튬 인터칼레이팅 물질포함하는전기 화학 장치. [청구항 14] 제13항에 있어서,상기 제2 전극은 리튬 인터칼레이팅 물질포함하는전기 화학 장치. [청구항 15] 제14항에 있어서,상기 매질은 제1 구성 소자와 제2 구성 소자 사이에리튬이온의확산위해선택되는 것인전기 화학 장치. [청구항 16] 제15항에 있어서,상기 매질은 폴리(에틸렌 산화물), 폴리(프로필렌 산화물), 폴리(스틸렌), 폴리(이미드), 폴리(아민), 폴리(아크릴로니트릴), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 메톡시에티옥시에톡시 포스파진, 디이오도메칸, 1,3-디이오도프로판, n,n-디메틸포름아미드, 디메틸프로필렌 요소, 에틸렌 카보네이트, 디에틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 리튬염으로 도핑된 블록 공중합체 리튬 전해질, lii, lif, licl, li2o-b2o3-bi2o3, li2o-b2o3-p2o5, li2o-b2o3-pbo 중 적어도 하나를 갖춘 유리 및 si, b, p, ti, zr, pb 또는 bi의 산화물이나 수산화물의 졸 또는 겔 중적어도 하나인 것인전기 화학 장치. [청구항 17] 제13항에 있어서,전자적으로 접속된 제1 입자는, licoo2와, mg, linio2 또는 limn2o4, limno2로 도핑된 licoo2와, al, lifepo4로 도핑된 limno2와, mg, al, ti, nb, ta 또는 w중 하나 이상으로 도핑된 lifepo4와, li2fe2(so4)3, v2o5, v6o11, c, 비정질 카본, 흑연, 메소카본 마이크로비즈, li, lial, li9al4, li3al, zn, lizn, ag, liag, li10ag3, b, li5b4, li7b6, ge, si, li12si7, li21si8, li13si4, li21si5, sn, li5sn2, li13sn5, li7sn2, li22sn5, sb, li2sb, li3sb, bi, libi, li3bi, sno2, sno, mno, mn203, mn02, mn304, coo, nio, feo, life204, ti02, liti204, sn-b-p-o 화합물로 이루어진 유리 및 폴리(0-메토시아날린), 폴리(3-옥틸티오핀), 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 중 적어도 하나로 코팅된 메소카본 마이크로비즈 중 적어도 하나포함하는전기 화학 장치. [청구항 18] 제14항에 있어서,전자적으로 접속된 제2 입자는, licoo2와, mg, linio2 또는 limn2o4, limno2로 도핑된 licoo2와, al, lifepo4로 도핑된 limno2와, mg, al, ti, nb, ta 또는 w중 하나 이상으로 도핑된 lifepo4와, li2fe2(so4)3, v2o5, v6o11, c, 비정질 카본, 흑연, 메소카본 마이크로비즈, li, lial, li9al4, li3al, zn, lizn, ag, liag, li10ag3, b, li5b4, li7b6, ge, si, li12si7, li21si8, li13si4, li21si5, sn, li5sn2, li13sn5, li7sn2, li22sn5, sb, li2sb, li3sb, bi, libi, li3bi, sno2, sno, mno, mn203, mn02, mn304, coo, nio, feo, life204, ti02, liti204, sn-b-p-o 화합물로 이루어진 유리 및 폴리(0-메토시아날린), 폴리(3-옥틸티오핀), 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 중 적어도 하나로 코팅된 메소카본 마이크로비즈 중 적어도 하나포함하는전기 화학 장치. [청구항 19] 제1항에 있어서,상기제1 및 제2 전류 집전체의 한쪽 또는 양쪽에 전기 전도성 코팅층더 포함하는전기 화학 장치. [청구항 20] 제2항에 있어서,전해질은 10-4 s/cm 이하의 이온 전도도갖는 것인전기 화학 장치. [청구항 21] 전해질에 의하여 서로 분리된 제1 및 제2 전극 을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 상기 전해질이 10 -4 s/cm 이하의 이온 전도도를 갖는 상기 전극들 사이의 확산 경로가 충분히 작도록 서로 근접 배치되는 것인 전기 화학 장치 [청구항 22] 제21항에 있어서,상기 장치는 300 w/kg 보다 큰 전력 밀도와 450 w-h/1 보다 큰 에너지 밀도갖는 것인전기 화학 장치. [청구항 23] 0 내지 0.1 ㎜ 이하의 셀 두께를 갖는 셀에 대하여 300 w/kg 보다 큰 전력 밀도와 450 w-h/1 보다 큰 에너지 밀도를 갖는 전기 화학 장치로서, 상기 셀 두께는 집전체를 포함하는 전기 화학 장치 [청구항 24] 0 내지 0.1 ㎜ 이하의 셀 두께를 갖는 셀에 대하여 300 w/kg 보다 큰 전력 밀도와 550 w-h/1 보다 큰 에너지 밀도를 갖는 전기 화학 장치로서, 상기 셀 두께는 집전체를 포함하는 전기 화학 장치 [청구항 25] 이온 전도성 매질에 의하여 서로 분리된 제1 및 제2 전극 을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 상호 침투성 네트워크를 형성하며, 상기 상호 침투성 네트워크는 상기 이온 전도성 매질로부터 추가의 위치에서의 전기 전도도가 이온 전도성 매질에 보다 근접한 위치에서의 전자 전도도 보다 크도록 구조물 또는 구성을 갖는 전기 화학 장치 [청구항 26] 이온 전도성 매질에 의하여 서로 분리된 제1 및 제2 전극 을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 상호 침투성 네트워크를 형성하며, 상기 상호 침투성 네트워크는 대향 전류 집전체로부터 추가의 위치에서의 하나의 전극 네트워크의 전자 전도도가 상기 대향 전류 집전체에 보다 근접한 위치에서의 동일한 전극 네트워크의 전자 전도도 보다 크도록 구조물 또는 구성을 갖는 전기 화학 장치 [청구항 27] 이온 전도성 매질에 의하여 서로 분리된 제1 및 제2 전극 을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 상호 침투성 네트워크를 형성하며, 상기 상호 침투성 네트워크는 대향 전류 집전체로부터 추가의 위치에서의 각각의 전극 네트워크의 전자 전도도가 상기 대향 전류 집전체에 보다 근접한 위치에서의 각각의 전극 네트워크의 전자 전도도 보다 크도록 구조물 또는 구성을 갖는 전기 화학 장치 [청구항 28] 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,상기 장치는, 상기 이온 전도성 매질로부터 추가의 위치에서의 전자 전도도가 상기 이온 전도성 매질에 보다 근접한 위치에서의 전자 전도도 보다 크도록 단계적인 변화제공하는 것인전기 화학 장치. [청구항 29] 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,상기 단계적인 변화의 기울기선형인 것인전기 화학 장치. [청구항 30] 제27항에 있어서,상기 단계적인 변화의 기울기는 상기 전극의 구조적인 변화기인하는 것인전기 화학 장치. [청구항 31] 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,상기 이온 전도성 매질로부터 추가의 전극의 측면 단면적은 상기 이온 전도성 매질에 보다 근접한 전극의 측면 단면적것인전기 화학 장치. [청구항 32] 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,상기 단계적인 변화의 기울기는 상기 전극의 구조적인 변화기인하는 것인전기 화학 장치. [청구항 38] 이온 전도성 매질에 의하여 서로 분리된 제1 및 제2 전극 을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 300 w/kg 보다 큰 전력 밀도와 450 w-h/1 보다 큰 에너지 밀도를 갖는 상호 침투성 네트워크를 형성하는 것인 전기 화학 장치 [청구항 39] 제33항 내지 제35항 또는 제38항 중 어느 한 항에 있어서,상기 캐소드와 전극 사이의 전해질층의 평균 두께는 약 10 미크론이하인 것인전기 화학 장치. [청구항 40] 제33항 내지 제35항 또는 제38항 중 어느 한 항에 있어서,상기 캐소드와 전극 사이의 전해질층의 평균 두께는 약 5 미크론이하인 것인전기 화학 장치. [청구항 41] 제33항 내지 제35항 또는 제38항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 10-4 s/cm 이하의 이온 전도도갖는 것인전기 화학 장치. [청구항 42] 제33항, 제34항, 제35항 또는 제38항 중 어느 한 항에 있어서,상기 장치의 애노드 및 캐소드는 평탄 구조의 이론적인 표면적의 적어도 1.25배인 정합면제공하는 것인전기 화학 장치. [청구항 43] 제33항, 제34항, 제35항 또는 제38항 중 어느 한 항에 있어서,상기 장치의 애노드 및 캐소드는 상호 침투성 네트워크제공하는 것인전기 화학 장치. [청구항 45] 제44항에 있어서,상기 조직화 구조체는연속 네트워크로 이루어진 것인바이폴라 물품. [청구항 46] 제44항에 있어서,상기 조직화 구조체는 계층화구조체로 이루어진 것인바이폴라 물품. [청구항 47] 제44항에 있어서,상기 제1 구성요소 또는 제2 구성요소 중 적어도 하나는 전기 전도성 물질포함하는 것인바이폴라 물품. [청구항 48] 제44항에 있어서,상기 제1 구성요소는 매질에서 자체 인력이 있는 전도성 입자포함하는 것인바이폴라 물품. [청구항 49] 제44항에 있어서,상기 제2 구성요소는 매질에서 자체 인력이 있는 전기 전도성 입자포함하는 것인바이폴라 물품. [청구항 50] 제44항에 있어서,상기 매질은 상기 제1 구성요소를 상기 제2 구성요소와 전기적절연시키는 것인바이폴라 물품. [청구항 51] 제44항에 있어서,상기 매질은 상기 제1 구성요소와 상기 제2 구성요소 사이에 리튬 이온의 확산선택되는 것인바이폴라 물품. [청구항 52] 매질과, 상기 매질에 분포된 복수의 제1 전기 연결 입자를 포함하는 제1 네트워크와, 상기 매질에 분포된 복수의 제2 전기 연결 입자를 포함하는 제2 네트워크 를 포함하는 상호 침투성 네트워크 [청구항 54] 제53항에 있어서,상기 매질은 10-4s/cm 보다 작은 이온 전도성갖는 것인상호 침투성 네트워크. [청구항 55] 제53항에 있어서,상기제1 및 제2 전기 연결 입자 중 적어도 하나는 전기 전도성 피복포함하는 것인상호 침투성 네트워크. [청구항 56] 제55항에 있어서,상기 피복은 이온 전도성피복인 것인상호 침투성 네트워크. [청구항 57] 제53항에 있어서,제2 전기 연결 입자는, licoo2와, mg, linio2 또는 limn2o4, limno2로 도핑된 licoo2와, al, lifepo4로 도핑된 limno2와, mg, al, ti, nb, ta 또는 w중 하나 이상으로 도핑된 lifepo4와, li2fe2(so4)3, v2o5, v6o11, c, 비정질 카본, 흑연, 메소카본 마이크로비즈, li, lial, li9al4, li3al, zn, lizn, ag, liag, li10ag3, b, li5b4, li7b6, ge, si, li12si7, li21si8, li13si4, li21si5, sn, li5sn2, li13sn5, li7sn2, li22sn5, sb, li2sb, li3sb, bi, libi, li3bi, sno2, sno, mno, mn203, mn02, mn304, coo, nio, feo, life204, ti02, liti204, sn-b-p-o 화합물로 이루어진 유리 및 폴리(0-메토시아날린), 폴리(3-옥틸티오핀), 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 중 적어도 하나로 피복된 메소카본 마이크로비즈 중 적어도 하나포함하는 것인상호 침투성 네트워크. [청구항 58] 제53항에 있어서,제2 전기 연결 입자는, licoo2와, mg, linio2 또는 limn2o4, limno2로 도핑된 licoo2와, al, lifepo4로 도핑된 limno2와, mg, al, ti, nb, ta 또는 w중 하나 이상으로 도핑된 lifepo4와, li2fe2(so4)3, v2o5, v6o11, c, 비정질 카본, 흑연, 메소카본 마이크로비즈, li, lial, li9al4, li3al, zn, lizn, ag, liag, li10ag3, b, li5b4, li7b6, ge, si, li12si7, li21si8, li13si4, li21si5, sn, li5sn2, li13sn5, li7sn2, li22sn5, sb, li2sb, li3sb, bi, libi, li3bi, sno2, sno, mno, mn203, mn02, mn304, coo, nio, feo, life204, ti02, liti204, sn-b-p-o 화합물로 이루어진 유리 및 폴리(0-메토시아날린), 폴리(3-옥틸티오핀), 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 중 적어도 하나로 피복된 메소카본 마이크로비즈 중 적어도 하나포함하는 것인상호 침투성 네트워크. [청구항 59] 제53항에 있어서,상기 매질은 폴리(에틸렌 산화물), 폴리(프로필렌 산화물), 폴리(스틸렌), 폴리(이미드), 폴리(아민), 폴리(아크릴로니트릴), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 메톡시에티옥시에톡시 포스파진, 디이오도메칸, 1,3-디이오도프로판, n,n-디메틸포름아미드, 디메틸프로필렌 요소, 에틸렌 카보네이트, 디에틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 리튬염으로 도핑된 블록 공중합체 리튬 전해질, lii, lif, licl, li2o-b2o3-bi2o3, li2o-b2o3-p2o5, li2o-b2o3-pbo 중 적어도 하나를 갖춘 유리 및 si, b, p, ti, zr, pb 또는 bi의 산화물이나 수산화물의 졸 또는 겔 중적어도 하나인 것인상호 침투성 네트워크. [청구항 60] 제53항에 있어서,상기 제1 구성요소 자체간의 상호 작용을 특징으로 하는 제2 하마커 상수포지티브인 것인상호 침투성 네트워크. [청구항 61] 제53항에 있어서,상기 제2 구성요소 자체간의 상호 작용을 특징으로 하는 제3 하마커 상수포지티브인 것인상호 침투성 네트워크. [청구항 64] 제62항에 있어서,상기 제1 물질은 제1망을 형성하는 애노드 입자포함하는 것인바이폴라 디바이스. [청구항 65] 제64항에 있어서,상기 제2 물질은 제2망을 형성하는 캐소드 입자포함하는 것인바이폴라 디바이스. [청구항 66] 제65항에 있어서,상기제1 및 제2망은 상호 침투성네트워크인 것인바이폴라 디바이스. [청구항 67] 제62항에 있어서,상기 척력은 반데르발스 힘포함하는 것인바이폴라 디바이스. [청구항 68] 제62항에 있어서,상기 척력은 정전력포함하는 것인바이폴라 디바이스. [청구항 69] 제62항에 있어서,상기 척력은 분자 입체력포함하는 것인바이폴라 디바이스. [청구항 70] 제62항에 있어서,상기 매질은 상기 제1 물질과 상기 제2 물질간의 삽입 이온의 확산선택되는 것인바이폴라 디바이스. [청구항 71] 제70항에 있어서,상기 삽입 이온은 리튬이온인 것인바이폴라 디바이스. [청구항 72] 제62항에 있어서,상기 매질은 고체 고분자물질인 것인바이폴라 디바이스. [청구항 73] 제62항에 있어서,상기 제1 물질은 리튬화되는 것인바이폴라 디바이스. [청구항 74] 제62항에 있어서,상기 제2 물질은 리튬화되는 것인바이폴라 디바이스. [청구항 79] 매질에 분포된 복수의 제1 입자와, 상기 매질에 분포된 복수의 제2 입자를 포함하는 물품으로, 상기 제2 입자는 상기 제1 입자에 대해 척력이 작용하게 하는 물질을 포함하는 피복을 포함하는 것인 물품 [청구항 80] 제79항에 있어서,상기 피복은 폴리(0-메톡시아날린), 폴리(3-올리고티오핀 ), 폴리(비닐리덴 풀루오라이드) 및 폴리(에틸렌 옥사이드) 중 적어도 하나포함하는 것인물품. [청구항 82] 제80항에 있어서,상기 제1 네트워크의 적어도 일부분은 상기 제2 네트워크와는 본질적으로 무관한 공간 영역점유하는 것인물품. [청구항 83] 제80항에 있어서,상기 제2 네트워크의 적어도 일부분은 상기 제1 네트워크와는 본질적으로 무관한 공간 영역점유하는 것인물품. [청구항 97] 제96항에 있어서,캐소드 입자와는 인력 관계이고 애노드 입자와는 척력 관계인 제1 전류 집전체와 애노드 입자와는 인력 관계이고 캐소드 입자와는 척력 관계인 제2 전류 집전체는 서로 전기적으로 절연되는 동안에 디바이스의 에지각각 결합되는 것인전기 변색 장치. [청구항 98] 제96항 또는 제97항에 있어서,적어도 하나의 전극 물질은 바나듐 산화물, 수화 바나듐 산화물, 바나듐 알콕사이드의 부분 가수분해에 의해서 생성된 바나듐 옥소폴리머 또는 바나듐 산화물-폴리머 블렌드 또는 나노합성이애노드사용됨인 것인전기 변색 장치. [청구항 100] 제99항에 있어서,상기 제1 전극은 리튬 삽입 물질포함하는 것인에너지 저장 디바이스. [청구항 101] 제99항에 있어서,상기 제2 전극은 리튬 삽입 물질포함하는 것인에너지 저장 디바이스. [청구항 102] 제99항에 있어서,상기 제1 물질은 상기 제1 물질과 제2 물질이 상기 전해질에 분포될 때 상기 제2 물질 보다 작은 밀도갖는 것인에너지 저장 디바이스. [청구항 103] 제99항에 있어서,상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나는 박막증착되는 것인에너지 저장 디바이스. [청구항 104] 제99항에 있어서,상기 전해질, 제1 물질과 제2 물질 사이의 상호 작용을 특징으로 하는 하마커 상수는 네가티브인 것인에너지 저장 디바이스. [청구항 108] 복수의 제1 입자와, 복수의 제2 입자와, 상기 제1 입자 및 제2 입자 간의 척력을 제공하는 상기 복수의 제1 입자 및 제2 입자의 혼합물인 매질 을 포함하는 물품