MULTIDIMENSIONAL ELECTROCHEMICALLY ACTIVE STRUCTURES FOR BATTERY ELECTRODES

• Main Authors: HAN, SONG, LOVENESS, GHYRN, E, STEFAN, CONSTANTIN, I
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 01.12.2011
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRICITY; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF; NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS,MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES ASDISCRETE UNITS; NANOTECHNOLOGY; PERFORMING OPERATIONS; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY; TRANSPORTING

Provided are novel multidimensional electrode structures containing high capacity active materials for use in rechargeable electrochemical cells. These structures include main support structures and multiple nanowires attached to the support structures and extending into different directions away from these supports. The active material may be deposited as a layer (uniform or non-uniform) surrounding the nanowires and, in certain embodiments, the main supports and even substrate. The active material layer may be sufficiently thin to prevent pulverization of the layer at given operating conditions. Interconnections between the electrode structures and/or substrate may be provided by overlaps formed during deposition of the active layer. Silicide-based nanowires structures may be formed on the main supports in a fluidized bed reactor by suspending the metal-containing main supports in a silicon-containing process gas. A layer of silicon may be then deposited over these silicide nanowires. La présente invention concerne de nouvelles structures multidimensionnelles d'électrode contenant des matériaux actifs longue durée destinés à être utilisés dans des piles électrochimiques rechargeables. Ces structures comprennent des structures de support principales et de multiples nanofils fixés aux structures de support et s'étendant dans différentes directions à distance de ces supports. Le matériau actif peut être déposé comme une couche (uniforme ou non) entourant les nanofils et, dans certains modes de réalisation, les supports principaux et même le substrat. La couche de matériau actif peut être suffisamment mince pour empêcher une pulvérisation de la couche aux conditions de fonctionnement données. Des interconnexions entre les structures d'électrode et/ou le substrat peuvent être fournies par des chevauchements formés pendant le dépôt de la couche active. Des structures de nanofil à base de siliciure peuvent être formées sur les supports principaux dans un réacteur à lit fluidisé par suspension des supports principaux contenant du métal dans un gaz de traitement contenant du silicium. Une couche de silicium peut alors être déposée sur ces nanofils de siliciure.