BATTERIES AND ELECTRODES FOR USE THEREOF

• Main Authors: WARTENA, RYAN, C, CHIN, TIMOTHY, E, CHIANG, YET-MING, LAI, WEI, ERDONMEZ, CAN, K
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 03.06.2010
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION ORPROCESSING OF GOODS; ELECTRICITY; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY; REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGYGENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS; TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINSTCLIMATE CHANGE

The present invention generally relates to batteries or other electrochemical devices, and systems and materials for use in these, including novel electrode materials and designs. In some embodiments, the present invention relates to small-scale batteries or microbatteries. For example, in one aspect of the invention, a battery may have a volume of no more than about 5 mm3, while having an energy density of at least about 400 W h/l. In some cases, the battery may include a electrode comprising a porous electroactive compound. In some embodiments, the pores of the porous electrode may be at least partially filled with a liquid such as a liquid electrolyte. The electrode may be able to withstand repeated charging and discharging. In some cases, the electrode may have a plurality of protrusions and/or a wall (which may surround the protrusions, if present); however, in other cases, there may be no protrusions or walls. The electrode may be formed from a unitary material. In certain embodiments, a nonporous electrolyte may be disposed onto the electrode. Such an electrolyte may allow ionic transport (e.g., of lithium ions) while preventing dendritic formation due to the lack of pores. In certain embodiments the porous electrode has a surface that is denser than its interior. Other aspects of the invention are directed to techniques of making such electrodes or batteries, techniques of forming electrical connections to and packaging such batteries, techniques of using such electrodes or batteries, or the like. La présente invention concerne généralement des batteries ou autres dispositifs électrochimiques, et des systèmes et matériaux pour leur usage, y compris des matériaux et concepts d'électrode innovants. Dans certains modes de réalisation, la présente invention concerne des batteries à petite échelle ou microbatteries. Par exemple, dans un aspect de l'invention, une batterie peut présenter un volume inférieur ou égal à environ 5 mm3, alors que sa densité d'énergie atteint au moins environ 400 W h/l. Dans certains cas, la batterie peut comprendre une électrode comprenant un composé électroactif poreux. Dans certains modes de réalisation, les pores de l'électrode poreuse peuvent être au moins partiellement remplis d'un liquide comme un électrolyte liquide. L'électrode peut être capable de résister à des charges et décharges répétées. Dans certains cas, l'électrode peut comporter une pluralité d'excroissances et/ou une cloison (qui peut entourer les excroissances, si elles sont présentes) ; cependant, dans d'autres cas il peut n'y avoir ni excroissances ni cloison. L'électrode peut être formée d'un matériau monolithique. Dans certains modes de réalisation, un électrolyte non poreux peut être disposé sur l'électrode. Un tel électrolyte peut permettre le transport ionique (par ex. d'ions lithium) tout en prévenant la formation dendritique causée par le manque de pores. Dans certains modes de réalisation, l'électrode poreuse présente une surface qui est plus dense que son intérieur. D'autres aspects de l'invention concernent des techniques de fabrication de telles électrodes ou batteries, des techniques de formation de connexions électriques vers et de boîtiers de telles batteries, des techniques d'utilisation de telles électrodes ou batteries, ou similaire.