TWI637545B - 用於能量儲存裝置之離子凝膠離層及其可印組成物 - Google Patents

用於能量儲存裝置之離子凝膠離層及其可印組成物 Download PDF

Info

Publication number
TWI637545B
TWI637545B TW102125199A TW102125199A TWI637545B TW I637545 B TWI637545 B TW I637545B TW 102125199 A TW102125199 A TW 102125199A TW 102125199 A TW102125199 A TW 102125199A TW I637545 B TWI637545 B TW I637545B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid
particles
electrolyte
ionic liquid
bis
Prior art date
Application number
TW102125199A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201427144A (zh
Inventor
薇拉 尼可拉夫納 羅奇特
馬克Ｄ 洛文索
尼爾Ｏ 莎頓
威廉 約翰斯頓 雷
西奧多Ｉ 卡敏司
Original Assignee
無限科技全球公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 無限科技全球公司 filed Critical 無限科技全球公司
Publication of TW201427144A publication Critical patent/TW201427144A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI637545B publication Critical patent/TWI637545B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/60—Liquid electrolytes characterised by the solvent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/62—Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/426—Fluorocarbon polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H01M50/434—Ceramics
    • H01M50/437—Glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/443—Particulate material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

代表性具體實例提供一種用於分離及分隔能量儲存裝置(諸如電池或超電容器)之第一與第二導體或電極之液體或凝膠分離器及其組成物。代表性液體或凝膠分離器包含複數個典型地具有約0.5微米至約50微米之間尺寸(在任何維度上)之粒子；第一離子液體電解質及聚合物。在另一代表性具體實例中，該複數個粒子包含矽藻、矽藻殼及/或矽藻片段或殘留物。另一代表性具體實例另外包含不同於第一電解質之第二電解質；該複數個粒子係由矽酸鹽玻璃組成；該第一與第二電解質包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中；且該聚合物包含聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，「PVA」)或聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride，「PVFD」)。亦可包括其他成分，諸如其他電解質及溶劑。

Description

用於能量儲存裝置之離子凝膠離層及其可印組成物 【相關申請案之交叉參考】
本申請案主張發明人Vera Nicholaevna Lockett於2012年7月16日申請之名稱為「用於能量儲存裝置之可印離子凝膠離層(Printable Ionic Gel Separation Layer For Energy Storage Devices)」之美國臨時專利申請案序號61/672,062(在此共同讓渡)之優先權且為其改請案，其整體內容以引用的方式併入本文中，併入程度如同其在本文中全文陳述一般完全有效，且具有針對共同揭示之所有標的物所主張的優先權。
本發明一般而言係關於能量儲存技術，且特定言之，係關於位於能量儲存裝置(諸如超電容器及電池)之電極間的分離器，且更特定言之，係關於具有嵌入式結構組件之可印凝膠離層。
已知用於能量儲存裝置之各種離散電極分離器或離層。舉例而言，典型分離器通常由以下組成：各別多孔膜或薄片，其隨後(製造後)浸漬於電解質中且隨後個別地置放且層壓於兩電極之間；及用於特定裝置(諸如鋰離子電池)中之其他組成物。然而，該置放及層壓方法限制製造產量且相當昂貴。另外，該等層壓方法不適於製造具有大致平坦形狀 因子之能量儲存裝置，且相反典型地製造泡狀、氣泡或枕狀裝置，尤其當使用揮發性電解質且因此無法製造一者穩定堆疊於另一者頂部上之一系列能量儲存單元。
亦已知各種凝膠狀(「凝膠」)分離器，但不適用於印刷方法中。舉例而言，該等已知凝膠分離器具有不足結構強度且無法承受在印刷過程(諸如篩網印刷)中所施加之物理力，導致電極分離不足及電極電力短缺。
其他已知分離技術包括在電極本身內提供嵌入分離器。然而，該等電極必須以各別薄片形式形成且亦必須使用層壓或其他組裝方法進行裝置製造，又相當昂貴且限制產量，因為任何類型印刷方法中產生之力亦將導致電極分離不足及電極電力短缺。
因此，仍需要一種用於分離及分隔能量儲存裝置(諸如電池或超電容器)之第一與第二電極的液體或凝膠分離器，且其係由能夠印刷於多種表面(包括(例如且不限於)不規則、不均勻或其他非光滑表面)上之組成物形成。所得分離器亦可為可撓性的且能夠以多種組態、形狀及形狀因子印刷或以其他方式塗覆。該種分離器亦應相當薄以最小化或減小電阻率或其他阻抗且具有相當高之離子電導率。另外，所得分離器應具有足夠結構強度及完整性以使得且便於印刷其他層，諸如其他電極及介於其間的能量儲存材料及組成物。
例示性或代表性具體實例具有不同於先前已知電極或導體分離器結構之結構。代表性具體實例提供一種用於分離及分隔能量儲存 裝置(諸如電池或超電容器)之第一與第二導體或電極的液體或凝膠分離器及其組成物。
可印組成物之代表性具體實例為形成一種用於分離及分隔至少兩個導體或電極(諸如陽極及陰極)之液體或凝膠分離器，其中該液體或凝膠分離器可印組成物(亦稱作「油墨」)包含：複數個粒子；離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。該組成物可另外包含其他電解質，且另外包含任何可保留或不保留於所得液體或凝膠分離器中之各種溶劑或黏度調節劑。
另一代表性具體實例提供一種用於分離及分隔至少兩個導體、電極或集電器(及任何中間層)之液體或凝膠分離器，其中該液體或凝膠分離器包含：複數個粒子；離子液體電解質及聚合物。該液體或凝膠分離器可另外包含其他電解質及可能痕量之用於可印(油墨)組成物中之任何各種溶劑或黏度調節劑。或者，視選定具體實例而定，該液體或凝膠分離器可另外包含為以高於痕量之含量保留於所得液體或凝膠分離器中所選擇的該等溶劑、黏度調節劑或其他化合物及組成物。
在一個代表性具體實例中，該複數個粒子為微粒且具有約0.5微米至約50微米之間、或更尤其約0.5微米至約30微米之間、或更尤其約2.0微米至約20微米之間、或更尤其約4.0微米至約15微米之間、或更尤其約5.0微米至約15微米之間、或更尤其約5.0微米至約10微米之間、或更尤其約6.0微米至約8.0微米之間之尺寸(在任何維度上)。
又在一個代表性具體實例中，對於任何選定粒度而言，直徑尺寸均可具有相當狹窄之分佈或差異(諸如對於實質球形粒子而言)以 便於使粒子相當緊密裝填於液體或凝膠分離器中。舉例而言，對於10微米選定粒度而言，粒子宜在2微米差異內(例如，10μ±2μ)，且多個相當狹窄範圍亦在本發明範疇內，諸如7μ±2μ、10μ±1.5μ、15μ±3μ、12μ±1.5μ等。
在另一個代表性具體實例中，粒子填充於一或多層中，一般與任何相鄰粒子觸碰或鄰接，且在不鄰接時在與其相鄰者相距約一個粒子直徑之距離內。在一個例示性具體實例中，該複數個粒子實質為球形且緊密裝填於單層、或雙層或其間某層(例如兩層或少於兩層)以提供具有1至2個粒子直徑厚度(例如1.5個粒子直徑厚度)之液體或凝膠分離器。在其他例示性具體實例中，亦可使用其他粒子層。
在另一個代表性具體實例中，該複數個粒子係選自由以下組成之群：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物。對於該例示性具體實例而言，該複數個粒子具有約0.5微米至約200微米之間、或更尤其約2.0微米至約100微米之間、或更尤其約2.0微米至約50微米之間、或更尤其約4.0微米至約30微米之間、或更尤其約5.0微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)。舉例而言且不限於，代表性矽藻、矽藻殼、矽藻片段或其他矽藻殘留物可具有直徑約5微米且長度約20至30微米級別之尺寸。
在一個代表性具體實例中，離子液體電解質包含一或多種類型離子液體陽離子及/或一或多種類型離子液體陰離子之組合，且可存在離子液體陰離子及/或陽離子之多種任何該等組合。另外，任何選定離子液體陽離子或離子液體陰離子可與不為離子液體電解質之任何其他類型離子 (分別為陰離子或陽離子)配對，包括(亦舉例而言且不限於)任何其他類型之陰離子或陽離子，諸如溶解於水或另一溶劑中之鹽或離子液體之鹽，例如雙(三氟甲基磺醯基)亞胺化鋰。舉例而言且不限於，選定之離子液體電解質組合可包括離子液體陽離子、離子液體陰離子、選定鹽及溶劑。亦舉例而言且不限於，選定之離子液體電解質組合可包括離子液體陽離子或陰離子及不為離子液體之陰離子或陽離子，諸如上文提及之雙(三氟甲基磺醯基)亞胺化鋰。
在一個代表性具體實例中，舉例而言且不限於，代表性離子液體陽離子可選自由以下組成之群：丁基三甲基銨、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基-3-丙基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、膽鹼、乙基銨、三丁基甲基鏻、三丁基(十四基)鏻、三己基(十四基)鏻、1-乙基-2,3-甲基咪唑鎓、1-丁基-1-甲基哌啶鎓、二乙基甲基鋶、1-甲基-3-丙基咪唑鎓、1-甲基-1-丙基哌啶鎓、1-丁基-2-甲基吡啶鎓、1-丁基-4-甲基吡啶鎓、1-丁基-1-甲基吡咯啶鎓及其混合物。
又舉例而言且不限於，代表性離子液體陰離子或其他類型陰離子可選自由以下組成之群：參(五氟乙基)三氟磷酸鹽、三氟甲烷磺酸鹽、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽、硫酸乙酯、硫酸甲酯、磷酸二甲酯、三氟甲烷磺酸鹽、甲烷磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、三氰基甲烷化物、二丁基磷酸鹽、雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、雙-2,4,4-(三甲基戊基)亞膦酸鹽、碘化物、氯化物、溴化物、硝酸鹽、硫氰酸鹽及其混合物。
繼續舉例而言，在一個代表性具體實例中，離子液體電解質(陰離子及陽離子)與其他電解質組成物之代表性組合包含一或多個離 子液體電解質陰離子、陽離子及/或其他化合物、鹽、混合物或其他陰離子或陽離子(舉例而言且不限於)，且可選自由以下組成之群：丁基三甲基銨雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-甲基-3-丙基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-己基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、膽鹼雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、乙基硝酸銨、三丁基甲基鏻硫酸甲酯、1-乙基-2,3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽、1-丁基-1-甲基哌啶鎓碘化物、二乙基甲基鋶雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-甲基-3-丙基咪唑鎓碘化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸鹽、1-甲基-1-丙基哌啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-丁基-2-甲基吡啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-丁基-4-甲基吡啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-丁基-1-甲基吡咯啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、二乙基甲基鋶雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；包括鹽，諸如金屬鹽，諸如以下之鋰、鋅、銀、鎘及鎳鹽：雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、參(五氟乙基)三氟磷酸鹽、三氟甲烷磺酸鹽、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽、硫酸乙酯、磷酸二甲酯、三氟甲烷磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、三氰基甲烷化物、二丁基磷酸鹽及其混合物。
使用該離子液體電解質(陰離子及/或陽離子)之特定優勢在於其蒸氣壓極低，從而在室溫、製造溫度及操作溫度下一般不會蒸發，此與基於水或基於溶劑之典型電解質系統極為不同。
在一個代表性具體實例中，代表性聚合物或聚合前驅物包含一或多種選自由以下組成之群之聚合物：聚合物(或等效地，聚合前驅物或可聚合前驅物)，諸如聚乙烯吡咯啶酮(polyvinyl pyrrolidone，「PVP」，亦稱作或稱為聚乙烯吡咯啶酮(polyvinyl pyrrolidinone))、聚乙烯醇 (「PVA」)、聚偏二氟乙烯(「PVFD」)、聚偏二氟乙烯(polyvynylidene fluoride)-三氟乙烯、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，「PTFE」)、聚二甲基矽氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚乙二醇六氟丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯聚丙烯腈(polyethylene terefphtalatpolyacrylonitryle)、聚乙烯醇(polyvinylalcogel)、聚乙烯吡咯啶酮、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮丁醛；聚醯亞胺聚合物及共聚物(包括脂族、芳族及半芳族聚醯亞胺)，諸如聚醯胺、聚芳醯胺、聚丙烯醯胺；丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸酯聚合物及共聚物，諸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯、甲基丙烯酸烯丙酯、聚乙烯基己內醯胺、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚氯平、聚醚碸、耐綸(nylon)、苯乙烯-丙烯腈樹脂；黏土，諸如水輝石(hectorite)黏土、膨潤土(garamite)黏土、有機改質黏土；醣類及多醣類，諸如瓜爾膠、三仙膠、澱粉、丁基橡膠、瓊脂糖、果膠；纖維素及改質纖維素，諸如羥甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、纖維素醚、纖維素***、甲殼素；煙霧狀二氧化矽、二氧化矽粉末及改質尿素；及其混合物。
代表性液體或凝膠分離器可印組成物(或油墨)可另外包含溶劑。在一個代表性具體實例中，溶劑包含一或多種選自由以下組成之群之溶劑：水；醇類，諸如甲醇、乙醇、正丙醇(包括1-丙醇、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇)、丁醇(包括1-丁醇、2-丁醇(異丁醇))、戊醇(包括1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇)、己醇(包括1-己醇、2-己醇、3-己醇)、 辛醇、正辛醇(包括1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇)、四氫糠醇(THFA)、環己醇、環戊醇、萜品醇；內酯類，諸如丁基內酯；醚類，諸如甲基乙基醚、***、乙基丙基醚及聚醚類；酮類，包括二酮類及環狀酮類，諸如環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯基丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮；酯類，諸如乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、乙酸甘油酯、羧酸酯類；二醇類，諸如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚類、二醇醚乙酸酯類；碳酸酯類，諸如碳酸丙二酯；甘油與其他多元醇及聚合多元醇或二醇類，諸如甘油、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驅蚊醇(etohexadiol)、對薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇；四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃(THF)、二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基甲醯胺(NMF)、二甲亞碸(DMSO)；亞硫醯氯；硫醯氯；及其混合物。任何該等各種溶劑亦可另外包含酸或鹼(液體或溶解固體)，諸如以調整總體pH(或pK)或影響另一特性，包括無機及/或有機酸，諸如羧酸(包括二羧酸、三羧酸、烷基羧酸等，例如二羧酸，諸如丙二酸(propanedioic(malonic)acid)、丁二酸(butanedioic(succinic)acid)、戊二酸(pentanedioic(glutaric)acid)、己二酸(hexanedioic(adipic)acid)、庚二酸(heptanedioic(pimelic)acid)、辛二酸(octanedioic(suberic)acid)、壬二酸(nonanedioic(azelaic)acid)、癸二酸(decanedioic(sebacic)acid)、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸(tridecanedioic(brassylic)acid)、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二 酸(hexadecanedioic(thapsic)acid)、十八烷二酸；乙酸；草酸；苯六甲酸；甲酸、氯乙酸；苯甲酸；三氟乙酸；丙酸；丁酸；鹽酸；硫酸；碳酸；及鹼類，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀；及其混合物。
在一個代表性具體實例中，該複數個粒子包含一或多種選自由以下組成之群之粒子：玻璃、氧化鋁、聚苯乙烯、三聚氰胺及其混合物。在另一個代表性具體實例中，該複數個粒子包含矽藻、矽藻殼及/或矽藻片段或殘留物。在另一個代表性具體實例中，該複數個粒子包含一或多種呈固化或凝固形式之選自由以下組成之群之粒子：聚合物(或等效地，聚合前驅物或可聚合前驅物)，諸如聚乙烯吡咯啶酮(「PVP」，亦稱作或稱為聚乙烯吡咯啶酮(polyvinyl pyrrolidinone))、聚乙烯醇(「PVA」)、聚偏二氟乙烯(「PVFD」)、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯、聚四氟乙烯(「PTFE」)、聚二甲基矽氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚乙二醇六氟丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯聚丙烯腈、聚乙烯醇凝膠、聚乙烯吡咯啶酮、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮丁醛；聚醯亞胺聚合物及共聚物(包括脂族、芳族及半芳族聚醯亞胺)，諸如聚醯胺、聚芳醯胺、聚丙烯醯胺；丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸酯聚合物及共聚物，諸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯、甲基丙烯酸烯丙酯、聚乙烯基己內醯胺、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚氯平、聚醚碸、耐綸、苯乙烯-丙烯腈樹脂；黏土，諸如水輝石黏土、膨潤土黏土、有機改質黏土；醣類及多醣類，諸如瓜爾膠、三仙膠、澱粉、丁基橡膠、瓊脂糖、果膠；纖維素及改質纖維素，諸如羥甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥 丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、纖維素醚、纖維素***、甲殼素；煙霧狀二氧化矽、二氧化矽粉末及改質尿素；及其混合物。
代表性液體或凝膠分離器可印組成物(或油墨)及所得代表性液體或凝膠分離器可另外包含另一種不同於第一電解質之第二電解質(諸如溶解於溶劑(例如水、有機溶劑)中之酸、鹼、鹽，或可溶解或可混溶於離子液體中之鹽)以形成自由離子。在一個代表性具體實例中，第二電解質包含一或多種選自由以下組成之群之電解質：氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鋰、氫氧化鎳、氫氧化鎘、氫氧化鎂、硫酸、鹽酸、氟硼酸、氯化銨、氯化鋅、雙(三氟甲烷磺醯基)亞胺化鋅、氯化鋁、氯化鉻、過氯化鎂、鉻酸鋇、鉻酸鋰、亞硫醯基氯化鋰、過氯酸鋰、溴化鋰、三氟甲磺酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰(lithium bis-oxalato borate)、雙(三氟甲烷磺醯基)亞胺化鋰、雙草酸硼酸鋰(lithium bisoxalatoborate)、碘化鋰、四氯鋁酸鋰、碳酸鉀、氟化鉀、硼酸鉀、氮化銀、四氟硼酸銀；及其混合物。
另一個代表性具體實例提供一種用於分離及分隔至少兩個導體之液體或凝膠分離器，該液體或凝膠分離器包含：複數個具有約0.5至約30微米之間尺寸(在任何維度上)之粒子，其中該複數個粒子包含一或多種選自由以下組成之群之粒子：矽酸鹽玻璃、二氧化矽、氧化鋁、聚苯乙烯、三聚氰胺、矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物；及其混合物；第一離子液體電解質；及聚合物。
另一個代表性具體實例提供一種用於分離及分隔至少兩 個導體之液體或凝膠分離器，該液體或凝膠分離器包含：複數個粒子；第一離子液體電解質；不同於第一電解質之第二電解質；及聚合物。
另一個代表性具體實例提供一種用於分離及分隔至少兩個導體之液體或凝膠分離器，液體或凝膠分離器包含：複數個由矽酸鹽玻璃組成且具有約5.0至約15微米之間直徑之實質球形粒子，其中該複數個實質球形粒子之每一實質球形粒子與該複數個實質球形粒子之相鄰實質球形粒子鄰接或在其約一個直徑內；第一電解質；及聚合物。
又一個代表性具體實例提供一種用於分離及分隔至少兩個導體之液體或凝膠分離器，液體或凝膠分離器包含：複數個具有約3.0至約15微米之間尺寸(在任何維度上)且以約40重量%至75重量%之間之量存在之粒子，其中該複數個粒子包含一或多種選自由以下組成之群之粒子：矽酸鹽玻璃、二氧化矽、氧化鋁、聚苯乙烯、三聚氰胺、矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物；及其混合物；第一離子液體電解質；不同於第一電解質之第二電解質，其中第一與第二電解質包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中且以約15重量%至45重量%之間之量存在；及聚合物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)或其混合物且以約0.5重量%至15重量%之間之量存在。
另一個代表性具體實例提供一種可印組成物，其包含：複數個粒子；第一離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。
另一個代表性具體實例提供一種可印組成物，其包含：複數個具有約0.5至約30微米之間尺寸(在任何維度上)之粒子，其中該複數個粒子包含一或多種選自由以下組成之群之粒子：矽酸鹽玻璃、二氧化 矽、氧化鋁、聚苯乙烯、三聚氰胺、矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物；及其混合物；第一離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。
另一個代表性具體實例提供一種可印組成物，其包含：複數個粒子；第一離子液體電解質；不同於第一電解質之第二電解質；及聚合物或聚合前驅物。
又一個代表性具體實例提供一種可印組成物，其包含：複數個具有約3.0至約15微米之間尺寸(在任何維度上)且以約40重量%至75重量%之間之量存在之粒子，其中該複數個粒子包含一或多種選自由以下組成之群之粒子：矽酸鹽玻璃、二氧化矽、氧化鋁、聚苯乙烯、三聚氰胺、矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物；及其混合物；第一離子液體電解質；不同於第一電解質之第二電解質，其中第一與第二電解質包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中且以約15重量%至45重量%之間之量存在；聚合物或聚合前驅物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)或其混合物且以約0.5重量%至15重量%之間之量存在；及溶劑，其包含N-甲基-2-吡咯啶酮且以約15重量%至25重量%之間之量存在。
另一個代表性具體實例提供一種組成物，其包含：複數個具有約0.5至約50微米之間尺寸(在任何維度上)之粒子；離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。另一個代表性具體實例提供一種組成物，其包含：複數個選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物；離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。亦揭示一種使用該等組成物之方法，該方法包含：印刷組成物以形成液體或凝膠 分離器。
另外，另一個代表性具體實例提供一種用於分離及分隔至少兩個導體之液體或凝膠分離器，該液體或凝膠分離器包含：複數個選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物；第一離子液體電解質；及聚合物。
另一個代表性具體實例提供一種用於分離及分隔至少兩個導體之液體或凝膠分離器，該液體或凝膠分離器包含：複數個選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物；第一離子液體電解質；不同於第一電解質之第二電解質；及聚合物。
另一個代表性具體實例提供一種組成物，其包含：複數個選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物；第一離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。
另一個代表性具體實例提供一種組成物，其包含：複數個選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物；第一離子液體電解質；不同於第一電解質之第二電解質；及聚合物或聚合前驅物。
又一個代表性具體實例提供一種組成物，其包含：複數個具有約0.5至約200微米之間尺寸(在任何維度上)且以約40重量%至75重量%之間之量存在之粒子，其中該複數個粒子包含一或多種選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物；第一離子液體電解質；不同於第一電解質之第二電解質，其中第一與第二電解質包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中且以約 15重量%至45重量%之間之量存在；聚合物或聚合前驅物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)或其混合物且以約0.5重量%至15重量%之間之量存在；及溶劑，其包含N-甲基-2-吡咯啶酮且以約15重量%至25重量%之間之量存在。
另一個代表性具體實例提供一種能量儲存裝置，其包含：第一電極；第二電極；及耦接於第一電極與第二電極之間之液體或凝膠分離器，該液體或凝膠分離器包含：複數個具有約0.5至約30微米之間尺寸(在任何維度上)之粒子；離子液體電解質；及聚合物。
另一代表性具體實例提供一種能量儲存裝置，其包含：第一電極；第二電極；及耦接於第一電極與第二電極之間之液體或凝膠分離器，該液體或凝膠分離器包含：複數個選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物；離子液體或其他電解質；及聚合物。
本發明之多種其他優勢及特徵容易由本發明之以下實施方式及其具體實例、由申請專利範圍及由附圖而顯而易見。
15‧‧‧外部導線/電線
20-20'‧‧‧平面
25‧‧‧外部導線/電線
35‧‧‧密封劑
100‧‧‧代表性能量儲存裝置
101‧‧‧代表性能量儲存裝置
105‧‧‧基板
110‧‧‧第一導體/導電層/第一電極/第一集電器
110A‧‧‧第一導體/導電層/第一電極/第一集電器
115‧‧‧第二導體/第二電極/第二集電器
120‧‧‧陽極層
125‧‧‧陰極層
150‧‧‧粒子
175‧‧‧液體或凝膠聚合混合物
200‧‧‧液體或凝膠分離器
本發明之目標、特徵及優勢參考以下揭示內容、結合附圖考慮時將更易瞭解，其中各視圖中之相似元件符號用於識別相同組件，且其中各視圖中具有字母字符之元件符號用於識別選定組件具體實例之其他類型、示例或變化形式，其中：圖1為說明根據本發明教示之代表性能量儲存裝置具體實例的透視圖。
圖2為說明根據本發明教示之第一代表性能量儲存裝置具體實例的橫 截面圖。
圖3為說明根據本發明教示之第二代表性能量儲存裝置具體實例的橫截面圖。
儘管本發明容許多種不同形式之具體實例，但圖中展示且本文中將詳細描述其特定例示性或代表性具體實例，應瞭解本發明說明應視為本發明原理之舉例說明且不希望本發明限制於所說明之特定具體實例。就此而言，在詳細解釋與本發明一致之至少一個具體實例之前，應瞭解本發明在其應用中不限於上文及下下文所述、圖中所說明或如實施例中所述之構造細節及組件排列。與本發明一致之方法及裝置能夠具有其他具體實例且能夠以各種方式實施及進行。又，應瞭解本文所採用之片語及術語以及上文所包括之摘要係用於描述目的且不應視為限制。
圖1為說明根據本發明教示之代表性能量儲存裝置100、101具體實例(諸如超電容器或電池)的透視圖。圖2為說明根據本發明教示之第一代表性能量儲存裝置100具體實例(諸如超電容器)的橫截面圖(沿圖1之20-20'平面)。圖3為說明根據本發明教示之第二代表性能量儲存裝置101具體實例(諸如電池)的橫截面圖(沿圖1之20-20'平面)。舉例而言且不限於，該能量儲存裝置100、101可為超電容器或電池或另一能量儲存裝置，諸如2011年2月10日申請之名稱為「多層奈米碳管電容器(Multilayer Carbon Nanotube Capacitor)」之美國專利申請案序號13/025,137(「第一相關專利申請案」)中揭示之任何代表性超電容器，其整體內容以引用的方式併入本文中，併入程度如同其在本文中全文陳述一般完全有效， 且具有針對共同揭示之所有標的物所主張之優先權。如所說明，該代表性能量儲存裝置100、101係經密封劑35密封或封裝以提供電絕緣且防止內部內容物或成分洩漏，又舉例而言且不限於，該等內部內容物或成分諸如液體(例如離子液體)及其他成分，諸如奈米碳管(carbon nanotube，「CNT」)(諸如單壁奈米碳管(single-walled carbon nanotube，「SWCNT」)及多壁奈米碳管(multi-walled carbon nanotube，「MWCNT」))。此項技術中已知或將知之任何類型適合密封劑可用於形成密封劑35，諸如下文論述之各種聚合物。
又如所說明，典型地提供外部導線(或電線)15、25以與相應第一與第二導體(或導電層)110(或110A)、115(下文更詳細論述，且其亦可等效地稱作第一與第二電極110(或110A)、115，或等效地稱作第一與第二集電器110(或110A)、115)電接觸，此視具體實例而定(例如在電池具體實例中典型地稱作集電器)。可如電子技術中已知或將知來提供密封劑35及導線15、25。舉例而言且不限於，代表性能量儲存裝置100、101可並聯或串聯製造、堆疊及/或接線，且可充當超電容器、電池或電池替代品，或充當分佈式電源系統之固定電力「緩衝」儲存。所說明之代表性能量儲存裝置100、101具有實質平坦形狀因子以便於解釋，且熟習電子技術者將瞭解代表性能量儲存裝置100、101可具有任何各種形式、厚度及形狀因子(諸如立方體、捲式、摺疊等)，且任何及所有該等形狀及尺寸認為是等效的且在本發明範疇內。舉例而言且如下文更詳細論述，代表性能量儲存裝置100、101可經印刷方法在基板105之相當大可撓性薄片上或在用於形成第一導體110A之導電基板上形成，以使得代表性能量儲存裝置100、101亦可為可撓性或可摺疊的(甚至可起皺)且形成多種形狀及形狀 因子以用於任何預期目的。
所說明之第一導體110與基板105耦接。在任何各種例示性具體實例中，第一導體110與基板105可為各別組件且可形成為合併或積體導電基板，在圖3中說明為第一導體(或導電層)110A。舉例而言，第一導體(或導電層)110可印於可撓性基板105上(諸如圖2中所說明)，或第一導體(或導電層)110A可包含導電基板，諸如鋁箔或薄片(其上可或可不沈積有另一導電層)，形成如圖3中所說明之積體或合併第一導體110A。就使用導電基板形成第一導體110A(相對於各別基板105及第一導體110)而言，具體實例100、101不同。另外，作為代表性實施例，圖2及圖3之具體實例100、101亦說明複數個粒子155之不同形狀、裝填密度、層數及尺寸分佈及例示性液體或凝膠分離器200之不同形狀因子(例如厚度)。除該等差異之外，對於電池具體實例或超電容器具體實例之其他方面，所說明之具體實例100、101另外在結構上實質類似(若不同)，當然應瞭解電池或超電容器一般將具有包含所說明之各該層之不同組成物，如下文更詳細論述。(未分別說明，此視各層之製造次序及製造方法而定，第二導體115亦可形成為合併或積體導電基板)。
層120與125包含適合能量儲存之任何所需化學組成物、電化學組成物或任何其他組成物，諸如對於如第一相關專利申請案中所揭示之超電容器而言為CNT與離子液體電解質之組成物，且視具體實例而定可形成陽極與陰極層。在另一個代表性或例示性具體實例中，諸如對於電池而言，層120與125可包含(例如且不限於)鋅-碳或鋅-氧化銀，形成陽極與陰極，如下文更詳細描述。視選定具體實例而定，單獨第一導體110、 110A，單獨層120或第一導體110、110A與層120耦接可視為第一電極(例如陽極)，且相應地，單獨第二導體115、單獨層125或第二導體115與層125耦接可視為第二電極(例如陰極)。
第一導體110、110A及層120(例如陽極)經本發明之例示性液體或凝膠分離器可印組成物(油墨)形成之液體或凝膠分離器200與第二電極115及層125(例如陰極)分開。(在各種其他例示性具體實例中，另外用於形成層120、125之組成物(諸如離子液體電解質)可能包括於液體或凝膠分離器200中，且對於該等具體實例而言，層120、125作為代表性能量儲存裝置100、101之各別或離散組件可省略。)
在各種例示性具體實例中，第一導體110、110A與第二導體115可組態為平行板或薄片(在進一步組態之前，諸如摺疊或捲繞)，其各自具有實質平坦形狀因子，且可為可撓性或非可撓性的。在其他例示性具體實例中，第一導體110、110A與第二導體115可各自為扇摺疊且可為可撓性或非可撓性的。代表性能量儲存裝置100、101亦可具有任何各種總體所得形狀、尺寸及形狀因子，諸如藉由進一步摺疊或捲繞相對電極(具有其夾層內容物，層120、125位於凝膠分離器200之各側上)。
為完整起見，應注意代表性能量儲存裝置100、101有效包含兩個鏡像半部，其中一半為具有層120之第一導體110、110A且另一半具有層125之第二導體115。該一半製造方式可與第一該一半相同，且隨後諸如藉由摺疊或層壓置放於第一該一半及其他組件(層120、125及/或液體或凝膠分離器200)上(顛倒或朝下，有效呈鏡像)。
在一個例示性具體實例中，該等各不同層經印刷或以其他 方式連續沈積，從而在先前印刷之層上印刷或沈積下一層。舉例而言且不限於，第一導體110可印刷或以其他方式沈積於基板105上；層120可印刷或以其他方式沈積於第一導體110(或110A)上；液體或凝膠分離器200可印刷或以其他方式沈積於層120上；層125可印刷或以其他方式沈積於液體或凝膠分離器200上；且第二導體115可印刷或以其他方式沈積於層125上。此可線內進行且不經層壓或摺疊，由此提供高得多之產量及較低製造成本。此為與先前技術方法之顯著區別，對於分離膜而言，先前技術方法至少需要分別置放及/或層壓步驟。
視黏度及溫度而定，液體或凝膠分離器200可等效地稱作液體分離器或凝膠分離器，且本文中任何提及液體或凝膠均應理解為意謂且包括另一者。亦應注意，所有所述百分比均係基於重量，而非體積或某些其他量測。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例1：
一種組成物，其包含：複數個粒子；離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例2：
一種組成物，其包含：複數個粒子；包含離子液體之第一電解質；不同於第一電解質之第二電解質；及 聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例3：
一種組成物，其包含：複數個具有約0.5至約30微米之間尺寸(在任何維度上)之粒子；離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例4：
一種組成物，其包含：複數個具有約0.5微米至約30微米之間尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例5：
一種組成物，其包含：複數個具有約0.5微米至約30微米之間尺寸(在任何維度上)且由第一聚合物組成之粒子；離子液體電解質；及第二聚合物或聚合前驅物，其可與第一聚合物相同或不同。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例6：
一種組成物，其包含：複數個選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物； 離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例7：
一種組成物，其包含：約10%至90%之複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)之粒子；約1%至90%之離子液體電解質；及約0.5%至90%之聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例8：
一種組成物，其包含：約30%至80%之複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)之粒子；約5%至50%之離子液體電解質；及約1%至20%之聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例9：
一種組成物，其包含：約40%至60%之複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)之粒子；約15%至30%之離子液體電解質；及約1%至10%之聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例10：
一種組成物，其包含： 複數個粒子；離子液體電解質；聚合物或聚合前驅物；及溶劑。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例11：
一種組成物，其包含：複數個粒子；包含離子液體之第一電解質；不同於第一電解質之第二電解質；聚合物或聚合前驅物；及溶劑。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例12：
一種組成物，其包含：複數個粒子；離子液體電解質；聚合物或聚合前驅物；及黏度調節劑。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例13：
一種組成物，其包含：複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之實質球形粒子；第一離子液體電解質；及 聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例14：
一種組成物，其包含：複數個具有約10μ±2μ尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之實質球形粒子；第一離子液體電解質；及聚合物或聚合前驅物。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例15：
一種組成物，其包含：複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；第一與第二電解質，其包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中；聚合物或聚合前驅物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)；及溶劑，其包含N-甲基-2-吡咯啶酮。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例16：
一種組成物，其包含：約40%至60%之複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；約15%至30%之第一與第二電解質，其包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中； 約0.5%至10%之聚合物或聚合前驅物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)；及約10%至30%之溶劑，其包含N-甲基-2-吡咯啶酮。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例17：
一種組成物，其包含：約50%至55%之複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；約22%至27%之第一與第二電解質，其包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中；約1.0%至5.0%之聚合物或聚合前驅物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)；及約15%至25%之溶劑，其包含N-甲基-2-吡咯啶酮。
液體或凝膠分離器可印組成物實施例18：
一種組成物，其包含：約52%至53%之複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；約24%至26%之第一與第二電解質，其包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中；約2.0%至3.5%之聚合物或聚合前驅物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)；及約19%至21%之溶劑，其包含N-甲基-2-吡咯啶酮。
參考實施例及圖，在代表性或例示性具體實例中，如上文 提及且如下文進一步所述，液體或凝膠分離器200典型地使用代表性或例示性液體或凝膠分離器可印組成物形成，該組成物以層形式沈積於層120(或125，若以逆向次序沈積)上，諸如經由印刷或其他沈積方法。在液體或凝膠分離器可印組成物固化或乾燥之後，所得液體或凝膠分離器200包含液體或凝膠聚合混合物175及粒子150，且液體或凝膠聚合混合物175又包含離子液體電解質及聚合物(例如由聚合或固化聚合前驅物形成)且必要或需要時，視情況可包括其他成分，諸如其他電解質或痕量溶劑(舉例而言且不限於)。
液體或凝膠分離器200實施例1：
一種組成物，其包含：複數個粒子；離子液體電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例2：
一種組成物，其包含：複數個粒子；包含離子液體之第一電解質；不同於第一電解質之第二電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例3：
一種組成物，其包含：複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)之粒 子；離子液體電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例4：
一種組成物，其包含：複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；離子液體電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例5：
一種組成物，其包含：複數個選自由以下組成之群之粒子：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物；離子液體電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例6：
一種組成物，其包含：複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)且由第一聚合物組成之粒子；離子液體電解質；及第二聚合物，其可與第一聚合物相同或不同。
液體或凝膠分離器200實施例7：
一種組成物，其包含：複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之實質球形粒子，每一實質球形粒子與該複數個實質球形粒子之另一相鄰實質球形粒子鄰接或相隔小於約一個直徑；第一離子液體電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例8：
一種組成物，其包含：複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之實質球形粒子，每一實質球形粒子與該複數個實質球形粒子之另一相鄰實質球形粒子鄰接或相隔小於約一個直徑，且該複數個實質球形粒子實質以單層裝填或排列；第一離子液體電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例9：
一種組成物，其包含：複數個具有約10μ±2μ尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之實質球形粒子，每一實質球形粒子與該複數個實質球形粒子之另一相鄰實質球形粒子鄰接或相隔小於約一個直徑，且該複數個實質球形粒子實質以單層裝填或排列；第一離子液體電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例10：
一種組成物，其包含：複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之實質球形粒子，每一實質球形粒子與該複數個實質球形粒子之另一相鄰實質球形粒子鄰接或相隔小於約一個直徑，且該複數個實質球形粒子實質以兩層或少於兩層裝填或排列；第一離子液體電解質；及聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例11：
一種組成物，其包含：約10%至90%之複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)之粒子；約1%至90%之離子液體電解質；及約0.5%至90%之聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例12：
一種組成物，其包含：約30%至80%之複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)之粒子；約5%至50%之離子液體電解質；及約1%至20%之聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例13：
一種組成物，其包含： 約40%至60%之複數個具有約0.5微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)之粒子；約15%至30%之離子液體電解質；及約1%至10%之聚合物。
液體或凝膠分離器200實施例14：
一種組成物，其包含：複數個粒子；離子液體電解質；聚合物；及至少痕量之溶劑。
液體或凝膠分離器200實施例15：
一種組成物，其包含：複數個粒子；包含離子液體之第一電解質；不同於第一電解質之第二電解質；聚合物；及至少痕量之溶劑。
液體或凝膠分離器200實施例16：
一種組成物，其包含：複數個粒子；離子液體電解質；聚合物；及 至少痕量之黏度調節劑。
液體或凝膠分離器200實施例17：
一種組成物，其包含：複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；第一與第二電解質，其包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中；及聚合物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)。
液體或凝膠分離器200實施例18：
一種組成物，其包含：約40%至75%之複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；約15%至45%之第一與第二電解質，其包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中；及約0.5%至15%之聚合物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)。
液體或凝膠分離器200實施例19：
一種組成物，其包含：複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；第一與第二電解質，其包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中； 聚合物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)；及至少痕量之溶劑，其包含N-甲基-2-吡咯啶酮。
液體或凝膠分離器200實施例20：
一種組成物，其包含：約40%至75%之複數個具有約5.0微米至約15微米之間之尺寸(在任何維度上)且由矽酸鹽玻璃組成之粒子；約15%至45%之第一與第二電解質，其包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中；約0.5%至15%之聚合物，其包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)；及至少痕量之溶劑，其包含N-甲基-2-吡咯啶酮。
固體、中空、開放或緻密粒子150可呈球形、實質球形、近似球形或可具有其他形狀或形式，諸如多面體、長橢圓形(橢圓形)、實質長方形、實質平坦或實質不規則或非球形粒子，任何有機形狀(例如矽藻、矽藻殼及/或矽藻片段或殘留物之任何各種形狀)、立方體或各種稜柱形狀(例如梯形、三角形、錐形等)，且由任何實質非導電性或其他電絕緣材料(如玻璃、氧化鋁、聚苯乙烯、三聚氰胺、有機材料、天然材料等)組成。粒子150之典型或代表性尺寸為約0.5微米至約50微米之間、或更尤其約0.5微米至約30微米之間、或更尤其約2.0微米至約20微米之間、或更尤其約4.0微米至約15微米之間、或更尤其約5.0微米至約15微米之間、或更尤其約5.0微米至約10微米之間、或更尤其約6.0微米至約8.0微米之間。在一個代表性具體實例中，使用矽酸鹽玻璃或塑膠球形成粒子150，諸 如硼矽酸鹽玻璃或其他矽酸鹽玻璃或塑膠或其他聚合物(諸如聚苯乙烯乳膠)，但可使用任何多種類型之材料，包括(不限於)任何形狀之其他類型玻璃、塑膠、其他聚合物、晶體或多晶矽酸鹽玻璃及/或不同類型材料之混合物。又舉例而言，粒子150可由任何下述各種聚合物以固化或凝固形式組成。
在另一個代表性或例示性具體實例中，使用矽藻、矽藻殼及/或矽藻片段或殘留物來形成粒子150，例如使用矽藻之細胞壁(殼)及殼片段來形成粒子150，且因此任何提及矽藻均應理解為意謂且包括矽藻之殼或細胞壁，其一般由任何形狀或形態之二氧化矽形式及/或任何其他矽藻片段或殘留物組成。矽藻為藻類之主要族群，最常見類型浮游植物之一且可視為綱(通常稱為矽藻綱(Diatomophyceae))或門(通常稱為矽藻門(Bacillariophyta)、矽藻門(Bacillariophyceae)及/或不等鞭毛藻門(Heterokontophyta))，且所有該等目、綱、門均視為在本發明範疇內。大部分矽藻為單細胞的，儘管其可呈長絲或條帶(例如脆桿藻(Fragilaria))、扇(例如扇形藻(Meridion))、鋸齒狀(例如平板藻屬(Tabellaria))或星狀群落(例如星桿藻屬(Asterionella))形狀之群落存在。矽藻細胞之典型特徵在於其嵌埋於由二氧化矽(水合二氧化矽)形成之細胞壁(稱作殼)中。該等殼展示廣泛形式多樣性，但通常由兩個不對稱側面組成，其間具有裂縫，由此為族群命名。任何及所有類型(逾約200個屬及100,000個種類)之矽藻均可用作粒子150，包括(舉例而言且不限於)中心矽藻(中心目(Centrales))、羽紋矽藻(pennate diatom)(羽紋矽藻目(Pennales))(有或無脊)，且任何及所有矽藻、殼及/或矽藻片段或殘留物均在本發明範疇內且在 本文中個別地且總體稱作「矽藻」。
亦應注意，該等矽藻可以多種尺寸獲得，包括大於約30微米之尺寸，且所有該等尺寸之矽藻均在本發明範疇內。舉例而言，在另一個代表性具體實例中，該複數個粒子係選自由以下組成之群：矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物。對於該例示性具體實例而言，該複數個粒子具有約0.5微米至約200微米之間、或更尤其約2.0微米至約100微米之間、或更尤其約2.0微米至約50微米之間、或更尤其約4.0微米至約30微米之間、或更尤其約5.0微米至約30微米之間之尺寸(在任何維度上)。舉例而言且不限於，代表性矽藻、矽藻殼、矽藻片段或其他矽藻殘留物可具有直徑約5微米且長度約20微米至30微米級別之尺寸。
又，在一個代表性具體實例中，對於任何選定尺寸之粒子150而言，可具有相當狹窄之直徑尺寸分佈或差異(諸如對於實質球形粒子而言)以便於將粒子150相當緊密裝填於液體或凝膠分離器200中。舉例而言且不限於，對於10微米選定粒度而言，粒子差異宜在2微米內(例如10μ±2μ)，且多個相當狹窄範圍亦在本發明範疇內，諸如7μ±2μ、10μ±1.5μ、15μ±3μ、12μ±1.5μ等。
在另一個代表性具體實例中，粒子裝填於一或多層中，一般觸碰或鄰接任何相鄰粒子，且若不鄰接則在距其相鄰者或更特定而言距其相鄰粒子約一個粒子直徑之距離內(對於粒子150之選定尺寸而言)。在一個例示性具體實例中，該複數個粒子150呈實質球形且緊密裝填於單層、或雙層或其間某層以提供具有1至2個粒子直徑厚度(對於粒子150之選定尺寸而言，例如1.5個粒子直徑之厚度)之液體或凝膠分離器200。在其他 例示性具體實例中，亦可使用其他粒子層，諸如(又舉例而言且不限於)有3層至6層粒子150組成之例示性液體或凝膠分離器200。
圖2中所說明之粒子150及粒子150之排列反映該等其他考慮因素，且說明為具有極小直徑差異之實質球形粒子、經相當緊密裝填以鄰接或彼此在一個粒子直徑之內，且裝填或排列於單層中，亦即液體或凝膠分離器200具有約一個粒子150直徑之厚度及任何其他液體或凝膠聚合混合物175。
相反，圖3中所說明之粒子150及粒子150之排列反映尺寸、形狀、直徑、裝填密度及排列成層(在同一液體或凝膠分離器200內展示為兩層及三層)方面相當更大之變化。舉例而言，在使用天然產生之粒子150(諸如矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物)時可發現或預期該等變化。
另外，未在圖2及3中分別說明，可使用多印刷層液體或凝膠分離器可印組成物來形成液體或凝膠分離器200。
應注意，粒子150之微米(次毫米)尺寸(即，實質範圍在約0.5微米至50微米內之微粒尺寸(或一般範圍在約5微米至約200微米內之矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物))以及粒子在液體或凝膠分離器200中之緊密及鄰接裝填與先前技術膜分離器實質區別，諸如使用顯著較大且規則間隔粒子之彼等膜分離器。
已獲得代表性矽藻、矽藻殼、矽藻片段及矽藻殘留物且一般可購自Fort Lauderdale,Florida,US之Continental Chemical USA及Macon,Georgia,US之Lintech International LLC。已獲得由矽酸鹽玻璃組成之代表性 實質球形粒子且一般可購自Brownwood,Texas,US之Potter Industries。
亦應注意，使用矽藻(包括矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物)形成粒子150提供偶然且意想不到之結果，因為該等矽藻(包括矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物及其混合物)一般不用於諸如電池及超電容器之電子裝置中。矽藻、矽藻殼、矽藻片段及矽藻殘留物相當極硬且結構合理，且可承受在沈積過程(諸如印刷)中所施加之壓縮力及其他力。矽藻、矽藻殼、矽藻片段及矽藻殘留物不導電、相當廉價且高度多孔(奈米孔)，使得且便於一或多種離子液體及其他電解質在充電及放電循環期間移動或流動。
粒子150防止第一導體110、110A與第二導體115之間電接觸，且一般進一步防止層120與125(其例如可充當電池之陽極與陰極)之間電接觸。粒子150之剛度使得可藉由壓力塗覆技術(如篩網印刷)將下一層印於所印液體或凝膠分離器200上，而不使代表性能量儲存裝置100、101中產生電短路。如先前提及，代表性能量儲存裝置100、101例如可經線內印刷，連續添加層而不摺疊或層壓。具有一或多種嵌埋離子液體及/或其他電解質之聚合物凝膠提供離子電導率。離子傳導將經由液體或凝膠聚合混合物175以及在粒子150之外部及/或內部(諸如對於矽藻而言)表面上實現。
離子液體為在室溫下具有不可量測之低蒸氣壓、不可燃、具有高離子電導率、具有寬範圍之熱及電化學穩定性之熔融鹽。更一般而言，離子液體為實質僅由離子組成且在低於約100℃之溫度下為液體之一或多種有機熔融鹽中的任一者。離子液體高度適合經印刷沈積，因為其在室溫 下不具揮發性。離子液體可基於以下來選擇：隨時間及溫度之穩定性、相當寬之電化學窗或分解電壓、相當高之電導率、分散CNT之能力、缺乏腐蝕性(對於其他組件而言，諸如導體)、純度及非質子性特徵(以避免氫離子在陰極處放電)。本文所用之代表性離子液體在單體於離子液體介質中混合時或在其聚合之後與聚合物形成離子導電凝膠。
離子液體陽離子大多數為有機的且可分類為銨類、咪唑鎓類、哌啶鎓類、吡啶鎓類、吡咯啶鎓類、鏻類、鋶類等。離子液體陰離子可為無機的(如四氟硼酸鹽類、六氟磷酸鹽類、氯化物類、硝酸鹽類、硫酸鹽類等)及有機的(如乙酸酯類、(三氟甲基磺醯基)醯亞胺類、三氟甲磺酸鹽類等。任何及所有離子液體均在本發明範疇內。
在一個代表性具體實例中，離子液體電解質包含一或多種類型離子液體陽離子及/或一或多種類型離子液體陰離子之組合，且可存在離子液體陰離子及/或陽離子之多種任何該等組合。另外，任何選定離子液體陽離子或離子液體陰離子可與不為離子液體電解質之任何其他類型離子(分別為陰離子或陽離子)配對，包括(又舉例而言且不限於)任何其他類型之陰離子或陽離子，諸如溶解於水或另一溶劑中之鹽或離子液體之鹽(例如雙(三氟甲基磺醯基)亞胺化鋰)。舉例而言且不限於，選定離子液體電解質組合可包括離子液體陽離子、離子液體陰離子、選定鹽及溶劑。又舉例而言且不限於，選定離子液體電解質組合可包括離子液體陽離子或陰離子及不為離子液體之陰離子或陽離子(諸如上文提及之雙(三氟甲基磺醯基)亞胺化鋰)。
在一個代表性具體實例中，舉例而言且不限於，代表性離子 液體陽離子可選自由以下組成之群：丁基三甲基銨、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基-3-丙基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、膽鹼、乙基銨、三丁基甲基鏻、三丁基(十四基)鏻、三己基(十四基)鏻、1-乙基-2,3-甲基咪唑鎓、1-丁基-1-甲基哌啶鎓、二乙基甲基鋶、1-甲基-3-丙基咪唑鎓、1-甲基-1-丙基哌啶鎓、1-丁基-2-甲基吡啶鎓、1-丁基-4-甲基吡啶鎓、1-丁基-1-甲基吡咯啶鎓及其混合物。
又舉例而言且不限於，代表性離子液體陰離子或其他類型陰離子可選自由以下組成之群：參(五氟乙基)三氟磷酸鹽、三氟甲烷磺酸鹽、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽、硫酸乙酯、硫酸甲酯、磷酸二甲酯、三氟甲烷磺酸鹽、甲烷磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、三氰基甲烷化物、二丁基磷酸鹽、雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、雙-2,4,4-(三甲基戊基)亞膦酸鹽、碘化物、氯化物、溴化物、硝酸鹽、硫氰酸鹽及其混合物。
繼續舉例，在一個代表性具體實例中，離子液體電解質(陰離子及陽離子)與其他電解質組成物之代表性組合包含(舉例而言且不限於)一或多種離子液體電解質陰離子、陽離子及/或其他化合物、鹽、混合物或其他陰離子或陽離子，且可選自由以下組成之群：丁基三甲基銨雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-甲基-3-丙基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-己基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、膽鹼雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、乙基硝酸銨、三丁基甲基鏻硫酸甲酯、1-乙基-2,3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽、1-丁基-1-甲基哌啶鎓碘化物、二乙基甲基鋶雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-甲基-3-丙基咪唑鎓碘化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸鹽、1-甲基-1-丙基哌啶鎓雙(三氟甲 基磺醯基)醯亞胺、1-丁基-2-甲基吡啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-丁基-4-甲基吡啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、1-丁基-1-甲基吡咯啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、二乙基甲基鋶雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺，包括鹽，諸如金屬鹽，諸如以下之鋰、鋅、銀、鎘及鎳鹽：雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、參(五氟乙基)三氟磷酸鹽、三氟甲烷磺酸鹽、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽、硫酸乙酯、磷酸二甲酯、三氟甲烷磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、三氰基甲烷化物、二丁基磷酸鹽及其混合物。如電子及電化學技術中所用之其他離子液體亦可適合，且視為等效且在本發明範疇內。
超電容器中所用之離子液體可為(例如且不限於)1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺及/或1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫酸乙酯。用於電池之離子液體可為(又例如且不限於)1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽、三丁基(十四基)鏻甲烷磺酸鹽及/或三己基(十四基)鏻雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺。又舉例而言且不限於，1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽可用於鋅-碳電池中，且三丁基(十四基)鏻甲烷磺酸鹽、三己基(十四基)鏻雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺可用於鋅-氧化銀電池中。代表性離子液體可自Heilbronn,Germany之IoLiTec Ionic Liquids Technologies公司及Woodland Park,New Jersey USA之Cytec Industries公司獲得。
代表性液體或凝膠分離器可印組成物(或油墨)及所得代表性液體或凝膠分離器200可另外包含一或多種其他不同於第一電解質之第二電解質，諸如酸、鹼、溶解於溶劑(例如水、有機溶劑)中之鹽或可溶解或可混溶於離子液體中之鹽以形成自由離子。在一個代表性具體實例中，第二電解質包含一或多種選自由以下組成之群之電解質：氫氧化鉀、 氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鋰、氫氧化鎳、氫氧化鎘、氫氧化鎂、硫酸、鹽酸、氟硼酸、氯化銨、氯化鋅、雙(三氟甲烷磺醯基)亞胺化鋅、氯化鋁、氯化鉻、過氯化鎂、鉻酸鋇、鉻酸鋰、亞硫醯基氯化鋰、過氯酸鋰、溴化鋰、三氟甲磺酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙-草酸硼酸鋰、雙(三氟甲烷磺醯基)亞胺化鋰、雙草酸硼酸鋰、碘化鋰、四氯鋁酸鋰、碳酸鉀、氟化鉀、硼酸鉀、氮化銀、四氟硼酸銀及其混合物。
液體或凝膠分離器可印組成物及所得液體或凝膠分離器200亦形成者為一或多種聚合物(或等效地，可印組成物中之聚合前驅物或可聚合前驅物，其在液體或凝膠分離器200中又為聚合、固化或乾燥形式)，或可使用黏度調節劑、黏合劑、樹脂及增稠劑(作為黏度調節劑)(或等效地，黏性化合物、黏性樹脂、黏性劑、黏性聚合物、黏性樹脂、黏性黏合劑、增稠劑及/或流變調節劑)，舉例而言且不限於：聚合物(或等效地，聚合前驅物或可聚合前驅物)，諸如聚乙烯吡咯啶酮(「PVP」，亦稱作或稱為聚乙烯吡咯啶酮)、聚乙烯醇(「PVA」)、聚偏二氟乙烯(「PVFD」)、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯、聚四氟乙烯(「PTFE」)、聚二甲基矽氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚乙二醇六氟丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯聚丙烯腈、聚乙烯醇凝膠、聚乙烯吡咯啶酮、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮丁醛；聚醯亞胺聚合物及共聚物(包括脂族、芳族及半芳族聚醯亞胺)，諸如聚醯胺、聚芳醯胺、聚丙烯醯胺；丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸酯聚合物及共聚物，諸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯、甲基丙烯酸烯丙酯、聚乙烯己內醯胺、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚氯平、聚醚碸、耐綸、苯乙烯-丙烯腈樹脂；黏土，諸如水輝石 黏土、膨潤土黏土、有機改質黏土；醣類及多醣類，諸如瓜爾膠、三仙膠、澱粉、丁基橡膠、瓊脂糖、果膠；纖維素及改質纖維素，諸如羥甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、纖維素醚、纖維素***、甲殼素；煙霧狀二氧化矽(諸如Cabosil)、二氧化矽粉末及改質尿素，諸如BYK® 420(可購自BYK Chemie公司)；及其混合物。如上文提及，一些黏度調節劑亦可充當溶劑且反之亦然(諸如各種二醇類)，且因此包括於代表性溶劑及黏度調節劑之各種清單中。在一個例示性具體實例中，所用之PVA具有約10,000MW至約250,000MW之分子量，而PVDF具有約1,000MW至約500,000MW之分子量，且分別可自Warrington,Pennsylvania USA之Polysciences公司及Prussia,Pennsylvania USA之Arkema of King獲得。PTFE可自Wilmington,Delaware,USA之DuPont獲得。在各種具體實例中，可使用可購自The Dow Chemical公司(www.dow.com)及Hercules Chemical有限公司(www.herchem.com)之E-3及E-10纖維素樹脂。如Lewis等人之專利申請公開案第US 2003/0091647號中所述，可使用其他黏度調節劑以及添加粒子來控制黏度。亦可使用其他黏度調節劑或黏合劑。亦可使用任何該等各種聚合物來形成密封劑35。所得組成物在約25℃下具有實質約50cps至約25,000cps之黏度，且可視所用沈積技術來調節，舉例而言：對於篩網印刷而言，組成物可具有在25℃下約1,000厘泊(centipoise，cps)與25,000cps之間、或更特定而言在25℃下約6,000cps與15,000cps之間、或更特定而言在25℃下約8,000cps與12,000cps之間、或更特定而言在室溫下約9,000 cps與11,000cps之間之黏度；而對於柔版印刷而言，組成物可具有在25℃下約1,000cps與10,000cps之間、或更特定而言在25℃下約1,500cps與4,000cps之間、或更特定而言在25℃下約1,700cps與3,000cps之間、或更特定而言在室溫下約1,800cps與2,200cps之間之黏度。
亦可使用各種溶劑形成液體或凝膠分離器可印組成物(且痕量或更多可保留於所得液體或凝膠分離器200中)，諸如以調節液體或凝膠分離器可印組成物之黏度或其他特性。可等效地使用一或多種溶劑(作為第一、第二、第三、第四溶劑等)，舉例而言且不限於：選自由以下組成之群之溶劑：水；醇類，諸如甲醇、乙醇、正丙醇(包括1-丙醇、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇)、丁醇(包括1-丁醇、2-丁醇(異丁醇))、戊醇(包括1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇)、己醇(包括1-己醇、2-己醇、3-己醇)、辛醇、正辛醇(包括1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇)、四氫糠醇(THFA)、環己醇、環戊醇、萜品醇；內酯類，諸如丁內酯；醚類，諸如甲基乙基醚、***、乙基丙基醚及聚醚類；酮類，包括二酮類及環狀酮類，諸如環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯基丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮；酯類，諸如乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、乙酸甘油酯、羧酸酯類；二醇類，諸如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚類、二醇醚乙酸酯類；碳酸酯類，諸如碳酸丙二酯；甘油與其他多元醇及聚合多元醇或二醇類，諸如甘油、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驅蚊醇(etohexadiol)、對 薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇；四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃(THF)、二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基甲醯胺(NMF)、二甲亞碸(DMSO)、亞硫醯氯；硫醯氯；及其混合物。任何該等各種溶劑亦可另外包含酸或鹼(液體或溶解固體)，諸如以調節總體pH(或pK)，包括無機及/或有機酸，諸如羧酸(包括二羧酸、三羧酸、烷基羧酸等，例如二羧酸類，諸如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸)；乙酸；草酸；苯六甲酸；甲酸、氯乙酸；苯甲酸；三氟乙酸；丙酸；丁酸；鹽酸；硫酸；碳酸；及鹼類，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀及其混合物。
用於形成第一導體或導電層110A之導電基板可為任何類型之下述預製基板105，其已塗有或以其他方式沈積有導體或導電層(例如，如上文及下文所述之第一導體110)。用於形成第一導體或導電層110A之導電基板可為任何類型之導體、導體混合物、導體合金等，包括上文及下文論述之具有適於層120或125沈積之形狀因子之彼等物，諸如(舉例而言且不限於)導電箔或薄片，諸如鋁箔、鎳箔、碳箔、碳發泡體薄片、CNT箔、單層石墨箔、銀箔、金箔、鐵薄片、鋼薄片、其他類型之金屬薄片等。
基板(或基底)105可由任何適合材料組成，諸如(舉例而言且不限於)塑膠、紙、卡紙板或塗佈之紙或卡紙板。基板105可包含具有可承受預期使用條件之強度與電絕緣度之任何可撓性或非可撓性材料。在一個例示性具體實例中，基板105包含聚酯或塑膠薄片，諸如購自例如MacDermid公司(Denver,Colorado,USA)之MacDermid Autotype公司的經處 理用於接受印刷之CT-7七密耳聚酯薄片。在另一個例示性具體實例中，基板105包含聚醯亞胺薄膜，亦例如購自DuPont公司(Wilmington Delaware,USA)之Kapton。又，在一個例示性具體實例中，基板105包含介電常數能夠或適於對所選激發及放電電壓提供足夠電絕緣的材料。又舉例而言，基板105可包含以下任一或多者：紙、塗佈紙、塑膠塗佈紙、纖維紙、卡紙板、海報紙、海報板、書、雜誌、報紙、木板、合板及任何選定形式之其他紙或木材類產品；任何選定形式(薄片、薄膜、板等)之塑膠或聚合物材料；任何選定形式之天然及合成橡膠材料及產品；任何選定形式之天然及合成織物；任何選定形式之玻璃、陶瓷及其他矽或二氧化矽衍生之材料及產品；建築材料及產品；或目前存在或將來產生之任何其他產品。在第一例示性具體實例中，可選擇提供一定程度之電絕緣(亦即介電常數或絕緣特性足以提供沈積或塗覆於基板105之第一(正)面上之一或多個第一導體110的電絕緣)的基板105，該電絕緣為彼此電絕緣或與其他裝置或系統組件電絕緣。舉例而言，儘管玻璃薄片或矽晶圓為相當昂貴之選擇，但其亦可用作基板105。然而，在其他例示性具體實例中，使用塑膠薄片或塗有塑膠之紙產品來形成基板105，諸如上文提及之聚酯或可購自Sappi有限公司之專利紙料及100lb.封面紙料，或來自其他紙製造商(諸如Mitsubishi Paper Mills、Mead)之類似塗佈紙，及其他紙產品。在另一個例示性具體實例中，使用亦購自Sappi有限公司之具有複數個凹槽之壓花塑膠薄片或塑膠塗佈紙產品，該等凹槽用於形成導體110。適合基板105亦可能包括擠出聚烯烴薄膜，包括LDPE薄膜；聚合不織物，包括經梳理、熔噴及紡絲黏合之不織物，及纖維素紙。基板105亦可包含任一上述材料之層壓物。兩個或 兩個以上薄層可經黏著性接合、熱黏結或自發黏結在一起以形成包含基板之層壓物。必要時，可對薄層進行壓印。
如各圖中所說明之例示性基板105(或用於形成第一導體或導電層110A之導電基板)具有在總體意義上實質平坦之形狀因子，諸如包含(舉例而言且不限於)可經印刷機饋入且在第一表面(或側)上具有一定拓撲形態(包括表面粗糙度、腔洞、通道、凹槽)或第一表面在預定容許度內實質光滑(且不包括腔洞、通道或凹槽)之選定材料薄片(例如紙或塑膠或箔)。熟習此項技術者應認識到可使用不計其數之其他形狀及表面拓撲形態，其視為等效的且在本發明之範疇內。
舉例而言且不限於，第一與第二導體(亦可視為電極或集電器)110(110A)、115可由任何適合材料組成，諸如經印刷方法塗覆或沈積(在基板105之第一側或表面上)至一定厚度(視導電油墨或聚合物之類型及選定具體實例而定)，諸如至約0.1微米至6微米(例如對於典型銀油墨、金油墨、鋁油墨為約3微米，且對於奈米銀油墨為小於1微米)。在製造代表性能量儲存裝置100、101具體實例之例示性方法中，諸如經由印刷或其他沈積方法將導電油墨、聚合物或其他導電液體或凝膠(諸如銀(Ag)油墨或聚合物、奈米銀油墨組成物、奈米碳管油墨或聚合物或銀/碳混合物，諸如分散於銀油墨中之非晶形奈米碳(具有約75nm至100nm之粒度))沈積於基板105上，且隨後可經固化或部分固化(諸如經由紫外線(uv)固化方法)以形成一或多個第一導體110。亦可使用類似方法來形成第二導體115。在另一個例示性具體實例中，可藉由濺鍍、旋轉澆鑄(或旋塗)、氣相沈積或電鍍導電化合物或元素(諸如金屬，例如鋁、銅、銀、金、鎳、 鈀)而形成一或多個第一與第二導體110、115。亦可使用不同類型導體及/或導電化合物或材料(例如油墨、聚合物、元素金屬等)之組合來產生一或多種複合第一與第二導體110、115。多層及/或多種類型金屬或其他導電材料可組合而形成一或多個第一與第二導體110(110A)、115。在各種例示性具體實例中，沈積複數個第一與第二導體110(110A)、115，且在其他具體實例中，第一或第二導體110(110A)、115可沈積為單一導電薄片或以其他方式連接(例如與基板105耦接之鋁薄片)(未分別說明)。
亦可使用其他導電油墨或材料來形成一或多個第一與第二導體110、115，諸如銅、錫、鋁、金、貴金屬、碳、碳發泡體、碳黑、單壁或雙壁或多壁CNT、單層石墨、單層石墨小球、奈米單層石墨小球、奈米碳及奈米碳與銀組成物、奈米銀組成物(包括奈米銀纖維及奈米銀粒子油墨)或其他有機或無機導電聚合物、油墨、凝膠或其他液體或半固體材料。代表性導電油墨揭示於2012年1月30日申請之名稱為「金屬奈米纖維油墨、實質透明導體及製造方法(Metallic Nanofiber Ink,Substantially Transparent Conductor,and Fabrication Method)」之美國專利申請案序號13/360,999(「第二相關專利申請案」)中，其整體內容以引用的方式併入本文中，併入程度如同其全文在本文中陳述一般完全有效，且具有針對共同揭示之所有標的物所主張之優先權。在一個例示性具體實例中，向銀油墨中添加碳黑(具有約100nm之粒子直徑)，得到約0.025%至0.1%範圍內之碳濃度。另外，可等效地使用任何其他可印或可塗導電物質以形成第一與第二導體110、115，且例示性導電化合物包括：(1)得自Conductive Compounds(Londonberry,NH,USA)之AG-500、AG-800及AG-510銀導電油墨，其亦可 包括另一種塗料UV-1006S紫外線可固化介電質(諸如第一介電層125之一部分)；(2)得自DuPont之7102碳導體(若重印5000Ag)、7105碳導體、5000銀導體、7144碳導體(具有UV囊封劑)、7152碳導體(具有7165囊封劑)及9145銀導體；(3)得自SunPoly公司之128A銀導電油墨、129A銀與碳導電油墨、140A導電油墨及150A銀導電油墨；(4)得自Dow Corning公司之PI-2000系列高導電銀油墨；(5)得自Henkel/Emerson & Cumings之Electrodag 725A；及(6)Monarch M120，可購自Boston,Massachusetts,USA之Cabot公司，用作諸如銀油墨之碳黑添加劑以形成碳與銀油墨之混合物。另外，導電油墨及化合物可購自多種其他來源。
亦可使用亦可實質透光之導電聚合物形成一或多個第一與第二導體110、115。舉例而言，除下文論述之任何其他透射性導體及其等效物以外，亦可使用聚乙烯-二氧噻吩，諸如以商標「Orgacon」可購自Ridgefield Park,New Jersey,USA之AGFA公司的聚乙烯-二氧噻吩。可等效使用之其他導電性或半導電性聚合物包括例如(不限於)聚苯胺及聚吡咯聚合物。在另一個例示性具體實例中，使用懸浮或分散於可聚合離子液體或其他流體中之奈米碳管來形成實質透光或透明之各種導體。
有機半導體(不同地稱作π-共軛聚合物、導電性聚合物或合成金屬)由於沿聚合物主鏈之碳原子間之π-共軛而內在地具半導電性，且亦可用於形成第一與第二導體110(110A)、115。其結構含有一維有機主鏈，其在n-或p+型摻雜後能夠導電。數種經充分研究之有機導電聚合物包括聚(乙炔)、聚(吡咯)、聚(噻吩)、聚苯胺、聚噻吩、聚(對苯硫醚)、聚(對苯乙炔)(poly(para-phenylene vinylene)，PPV)及PPV衍生物、聚(3-烷基噻吩)、 聚吲哚、聚芘、聚咔唑、聚薁、聚氮呯、聚(茀)及聚萘。其他實例包括聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生物、聚吡咯、聚吡咯衍生物、聚苯并噻吩(polythianaphthene)、聚苯并噻吩衍生物、聚對苯、聚對苯衍生物、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚丁二炔、聚丁二炔衍生物、聚對苯乙炔、聚對苯乙炔衍生物、聚萘及聚萘衍生物、聚異苯并噻吩(polyisothianaphthene，PITN)、聚伸雜芳基伸乙烯(polyheteroarylenvinylene，ParV)(其中該伸雜芳基可為例如噻吩、呋喃或吡咯)、聚苯硫醚(polyphenylene-sulphide，PPS)、聚周萘(polyperinaphthalene，PPN)、聚酞菁(polyphthalocyanine，PPhc)等及其衍生物、其共聚物及其混合物。如本文中所用，術語衍生物意謂聚合物由側鏈或基團經取代之單體製成。
使導電聚合物聚合之方法不受特別限制，且可用方法包括(舉例而言且不限於)uv或其他電磁聚合、熱聚合、電解氧化聚合、化學氧化聚合及催化聚合。藉由聚合方法所獲得之聚合物常呈中性且直至摻雜後即導電。因此，聚合物經p摻雜或n摻雜而轉化為導電聚合物。半導體聚合物可經化學方式或電化學方式摻雜。用於摻雜之物質不受特別限制；一般使用能夠接受電子對之物質，諸如路易斯酸(Lewis acid)。實例包括鹽酸、硫酸、有機磺酸衍生物(諸如對磺酸、聚苯乙烯磺酸、烷基苯磺酸、樟腦磺酸、烷基磺酸、磺酸基水楊酸等)、氯化鐵、氯化銅及硫酸鐵。
在電池之一個代表性或例示性具體實例中，藉由使用包含約85%鋅(粉末或粒子形式)、約0.5%至1.0% PVDF及約14%四甲基脲或N-甲基-2-吡咯啶酮之陽極油墨印刷(在第一導體(電極或集電器)110、110A(諸如鋁箔)上)而形成層120(諸如陽極)，且在固化及/或乾燥之後，陽 極層120一般包含鋅及PVDF及任何痕量之溶劑，且厚約5微米至60微米。
在電池之一個代表性或例示性具體實例中，藉由使用包含約41%二氧化錳(粉末或粒子形式)、約3.5%導電石墨粉末、約1.0至2.5% PVDF及約53%四甲基脲或N-甲基-2-吡咯啶酮之陰極油墨印刷(在液體或凝膠分離器200上)而形成層125(諸如陰極)，且在固化及/或乾燥之後，陰極層125一般包含二氧化錳、石墨及PVDF及任何痕量之溶劑，且厚約5微米至60微米。
又，在電池之一個代表性或例示性具體實例中，液體或凝膠分離器可印組成物包含約52.7%之各自具有約7微米直徑之矽酸鹽玻璃球、約2.8%之PVDF或PVA、約19.6%之N-甲基-2-吡咯啶酮及約24.9%之包含四氟硼酸鋅鹽溶解於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中之電解質，所得液體或凝膠分離器200之厚度一般為粒子150直徑的約兩倍，諸如約10微米至15微米，且包含玻璃球、PVDF或PVA及電解質。
熟習電子或印刷技術者將認識到形成一或多個第一與第二導體110、110A、115、層120及125(陽極與陰極層)及液體或凝膠分離器200之方式存在多種差異，所有該等差異均視為等效且在本發明之範疇內。舉例而言，任一或多個第一與第二導體110、110A、115、層120及125(陽極與陰極層)及液體或凝膠分離器200亦可經由(不限於)濺鍍或氣相沈積來沈積。另外，對於其他各種具體實例而言，一或多個第一與第二導體110、115可沈積為單層或連續層，諸如經由塗佈、印刷、濺鍍或氣相沈積，諸如以形成多個電極或電池單元。熟習電子或印刷技術者亦將認識到諸如經由印刷來沈積液體或凝膠分離器200及任一層120及125(陽極與陰極層) 之方式存在多種差異，所有該等差異均視為等效且在本發明之範疇內。
因此，如本文中所用，「沈積」包括此項技術中已知之任何及所有印刷、塗佈、輥軋、噴霧、分層、濺鍍、塗鋪、旋轉澆鑄(或旋塗)、氣相沈積、層壓、貼附及/或其他沈積方法，無論有影響或無影響。「印刷」包括此項技術中已知之任何及所有印刷、塗佈、輥軋、噴霧、分層、旋塗、層壓及/或貼附方法，無論有影響或無影響，且特定而言包括(例如且不限於)篩網印刷、噴墨印刷、電光印刷、電子油墨印刷、光阻及其他抗蝕劑印刷、熱印刷、雷射噴墨印刷、磁性印刷、移印、柔版印刷、混合平版印刷、凹版印刷及其他凹紋印刷。所有該等方法均視為本文之沈積方法且可使用。例示性沈積或印刷方法不需要顯著製造控制或限制。不需要特定溫度或壓力。一些無塵室或經過濾空氣可為適用的，但在與已知印刷或其他沈積方法之標準一致之程度上可能適用。然而，為了一致起見，諸如對於形成各種具體實例之各種連續沈積層之適當對準(對齊)而言，可能需要相對恆定之溫度(可能存在例外，下文論述，諸如對於施加熱用於黏結而言)及濕度。另外，所用之各種化合物可含於各種聚合物、黏合劑或其他分散劑中，其可經熱固化或乾燥、在周圍條件下風乾或經IR或uv固化。
亦應注意，一般對於本文中各種化合物之任何應用(諸如經由印刷或其他沈積)而言，亦可諸如經由使用抗蝕塗層或以其他方式藉由調節該表面之「可濕性」(例如，藉由改變表面(諸如基板105之表面、各種第一與第二導體110、115之表面及/或製造期間形成之其他表面)之(例如)親水性、疏水性或電學(正或負電荷)特徵)來控制表面特性或表面能量。結合所沈積化合物、懸浮液、聚合物或油墨之特徵(諸如表面張力)， 可使所沈積化合物黏附至所需或選定位置，且有效地被其他區域排斥。
代表性具體實例提供一種用於分離及分隔能量儲存裝置(諸如電池或超電容器)之第一與第二電極的液體或凝膠分離器，其係由能夠印刷於多種表面(包括(例如且不限於)不規則、不均勻或其他非光滑表面)上之組成物形成。所得代表性液體或凝膠分離器亦可為可撓性的且能夠以多種組態、形狀及形狀因子來印刷或以其他方式塗覆。例示性液體或凝膠分離器亦可相當薄且最小化或減小電阻率或其他阻抗，且另外具有相當高之離子電導率。另外，液體或凝膠分離器之代表性具體實例具有足以允許且便於印刷其他層(諸如其他電極及介於其間的能量儲存材料及組成物)的結構強度及完整性。
儘管本發明已關於其特定具體實例進行描述，但該等具體實例僅為說明性的且不限制本發明。在本文描述中，提供許多特定詳情，諸如電子組件、電子及結構連接、材料及結構變化之實例，以提供對本發明具體實例之充分理解。然而，熟習相關技術者應認識到，本發明之具體實例可在無一或多個特定細節之情況下實施或使用其他設備、系統、總成、組件、材料、零件等來實施。在其他情況下，未具體展示或詳細描述熟知結構、材料或操作以避免使本發明具體實例之態樣不明確。熟習此項技術者應進一步認識到可使用其他或等效方法步驟，或其可與其他步驟合併，或可以不同次序來進行，其任何及所有情況均在所主張之本發明的範疇內。另外，各圖未按比例繪製且不應視為限制。
在本說明書全文中提及「一個具體實例」、「一具體實例」或特定「具體實例」意謂結合該具體實例所述之特定特點、結構或特徵包括 於至少一個具體實例中且不必包括於所有具體實例中，且另外不必指同一具體實例。此外，任何特定具體實例之特定特點、結構或特徵可以任何適合方式及與一或多個其他具體實例之任何適合組合來組合，包括使用選定特點而不相應使用其他特點。另外，可進行許多修改以使特定應用、情形或材料適於本發明之基本範疇及精神。應瞭解，根據本文之教示，本文所述及說明之本發明具體實例可能存在其他變化及修改且其視為本發明之精神及範疇之一部分。
亦應瞭解，圖中所述之一或多個元件亦可以更各別或整合之方式來實施，或甚至在某些情況下經移除或使得不可操作，亦可根據特定應用使用。整合形成之組件組合亦在本發明之範疇內，尤其對於離散組件之分離或組合不清楚或難以辨別之具體實例而言。另外，本文中使用術語「耦接(coupled)」(包括其各種形式(諸如「耦接(coupling)或「耦接(couplable)))意謂且包括任何直接或間接電、結構或磁性耦接、連接或附接，或用於該直接或間接電、結構或磁性耦接、連接或附接之適應或能力，包括整合形成之組件及經由另一組件耦接之組件。
本文揭示之尺寸及值不應理解為嚴格限於所述精確數值。相反，除非另外規定，否則各該尺寸欲意謂所述值及圍繞彼值之功能等效範圍。舉例而言，揭示為「40mm」之尺寸欲意謂「約40mm」。
【實施方式】中引用之所有文獻在相關部分中係以引用的方式併入本文中；引用任何文獻均不應解釋為承認其為關於本發明之先前技術。就此文獻中術語之任何含義或定義與以引用方式併入之文獻中相同術語之任何含義或定義相矛盾之程度而言，此文獻中賦予該術語之含義或定 義將起決定作用。
此外，除非另外特定說明，否則圖式/圖中之任何記號箭頭應僅視為例示性的且無限制。步驟之組件組合亦將視為在本發明之範疇內，尤其當分離或組合之能力不清楚或可預見時。除非另外指示，否則如本文及下文整個申請專利範圍中所用之選言性術語「或」一般欲意謂「及/或」，具有連接性與選言性含義(且不限定為「排除性或」含義)。除非本文另外明確指示，否則如本文說明書及下文整個申請專利範圍中所用之「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」包括複數個提及物。又，除非本文另外明確指示，否則如本文說明書及下文整個申請專利範圍中所用之「於……之中(in)」含義包括「於……之中」及「於……之上(on)」。
本發明之所說明具體實例之以上描述(包括發明內容或摘要中所述之內容)不欲為詳盡的或將本發明限於本文所揭示之確切形式。由上文應觀察到許多變化、修改及取代為所欲的且可在不偏離本發明之新穎概念的精神及範疇情況下實現。應瞭解，希望或應推斷出本文所說明之特定方法及裝置無限制性。當然，希望所有該等修改涵蓋於隨附申請專利範圍中，亦涵蓋於申請專利範圍之範疇內。

Claims (11)

  1. 一種用於分離及分隔至少兩個導體之液體或凝膠分離器，該液體或凝膠分離器包含：複數個在任何維度上具有約0.5微米至約30微米之間尺寸之粒子，其中該複數個粒子包含一或多種選自由以下組成之群之粒子：矽酸鹽玻璃、二氧化矽、氧化鋁、聚苯乙烯、三聚氰胺、矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物；及其混合物；第一離子液體電解質，其中該離子液體電解質包含一或多種選自由以下組成之群之離子液體陰離子：參(五氟乙基)三氟磷酸鹽、三氟甲烷磺酸鹽、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽、硫酸乙酯、硫酸甲酯、磷酸二甲酯、三氟甲烷磺酸鹽、甲烷磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、三氰基甲烷化物、二丁基磷酸鹽、雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、雙-2,4,4-(三甲基戊基)亞膦酸鹽、碘化物、氯化物、溴化物、硝酸鹽、硫氰酸鹽及其混合物；及聚合物。
  2. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其中該離子液體電解質進一步包含一或多種選自由以下組成之群之離子液體陽離子：丁基三甲基銨、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基-3-丙基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、膽鹼、乙基銨、三丁基甲基鏻、三丁基(十四基)鏻、三己基(十四基)鏻、1-乙基-2,3-甲基咪唑鎓、1-丁基-1-甲基哌啶鎓、二乙基甲基鋶、1-甲基-3-丙基咪唑鎓、1-甲基-1-丙基哌啶鎓、1-丁基-2-甲基吡啶鎓、1-丁基-4-甲基吡啶鎓、1-丁基-1-甲基吡咯啶鎓及其混合物。
  3. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其中該離子液體電解質進一步包含一或多種選自由以下組成之群之離子液體電解質或鹽：丁基三甲基銨雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；1-甲基-3-丙基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；1-己基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；膽鹼雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；乙基硝酸銨；三丁基甲基鏻硫酸甲酯；1-乙基-2,3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽；1-丁基-1-甲基哌啶鎓碘化物；二乙基甲基鋶雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；1-甲基-3-丙基咪唑鎓碘化物；1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸鹽；1-甲基-1-丙基哌啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；1-丁基-2-甲基吡啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；1-丁基-4-甲基吡啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；1-丁基-1-甲基吡咯啶鎓雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；二乙基甲基鋶雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺；包括鹽，諸如金屬鹽，諸如以下之鋰、鋅、銀、鎘及鎳鹽：雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、參(五氟乙基)三氟磷酸鹽、三氟甲烷磺酸鹽、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽、硫酸乙酯、磷酸二甲酯、三氟甲烷磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、三氰基甲烷化物、二丁基磷酸鹽及其混合物。
  4. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其中該聚合物包含一或多種選自由以下組成之群之聚合物：聚合物、聚合前驅物或可聚合前驅物，諸如聚乙烯吡咯啶酮(「PVP」)、聚乙烯醇(「PVA」)、聚偏二氟乙烯(「PVFD」)、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯、聚四氟乙烯(「PTFE」)、聚二甲基矽氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚乙二醇六氟丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯聚丙烯腈、聚乙烯醇凝膠、聚乙烯吡咯啶酮、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮丁醛；聚醯亞胺聚合物及共聚物(包括脂族、芳族及半芳族聚醯亞胺)，諸如聚醯胺、聚芳醯胺、聚丙烯醯胺；丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸酯聚合物及共聚物，諸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯、甲基丙烯酸烯丙酯、聚乙烯基己內醯胺、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚氯平、聚醚碸、耐綸、苯乙烯-丙烯腈樹脂；黏土，諸如水輝石黏土、膨潤土黏土、有機改質黏土；醣類及多醣類，諸如瓜爾膠、三仙膠、澱粉、丁基橡膠、瓊脂糖、果膠；纖維素及改質纖維素，諸如羥甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、纖維素醚、纖維素***、甲殼素；煙霧狀二氧化矽、二氧化矽粉末及改質尿素及其混合物。
  5. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其另外包含不同於該第一電解質之第二電解質。
  6. 根據申請專利範圍第6項之液體或凝膠分離器，其中該第二電解質進一步包含一或多種選自由以下組成之群之電解質：氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鋰、氫氧化鎳、氫氧化鎘、氫氧化鎂、硫酸、鹽酸、氟硼酸、氯化銨、氯化鋅、雙(三氟甲烷磺醯基)亞胺化鋅、氯化鋁、氯化鉻、過氯化鎂、鉻酸鋇、鉻酸鋰、亞硫醯基氯化鋰、過氯酸鋰、溴化鋰、三氟甲磺酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙-草酸硼酸鋰、雙(三氟甲烷磺醯基)亞胺化鋰、雙草酸硼酸鋰、碘化鋰、四氯鋁酸鋰、碳酸鉀、氟化鉀、硼酸鉀、氮化銀、四氟硼酸銀及其混合物。
  7. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其中該複數個粒子係以至少10重量%之量存在；該離子液體電解質係以至少10重量%之量存在；且該聚合物係以至少0.5重量%之量存在。
  8. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其中該複數個粒子係以約30重量%至80重量%之間之量存在；該離子液體電解質係以約5重量%至50重量%之間之量存在；且該聚合物係以約1.0重量%至20重量%之間之量存在。
  9. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其中該複數個粒子係以約40重量%至60重量%之間之量存在；該離子液體電解質係以約15重量%至30重量%之間之量存在；且該聚合物係以約1.0重量%至10重量%之間之量存在。
  10. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其另外包含不同於該第一電解質之第二電解質；且其中該複數個粒子由矽酸鹽玻璃或矽藻、矽藻殼、矽藻片段、矽藻殘留物、或其混合物組成；該第一與第二電解質包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中；且該聚合物包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)或其混合物。
  11. 根據申請專利範圍第1項之液體或凝膠分離器，其另外包含不同於該第一電解質之第二電解質；且其中該複數個粒子係由矽酸鹽玻璃組成且以約40重量%至75重量%之間之量存在；該第一與第二電解質包含四氟硼酸鋅鹽於1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體中且以約15重量%至45重量%之間之量存在；且該聚合物包含聚乙烯醇(「PVA」)或聚偏二氟乙烯(「PVFD」)或其混合物且以約0.5重量%至15重量%之間之量存在。
TW102125199A 2012-07-16 2013-07-15 用於能量儲存裝置之離子凝膠離層及其可印組成物 TWI637545B (zh)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261672062P 2012-07-16 2012-07-16
US61/672,062 2012-07-16
US13/571,308 US20140017558A1 (en) 2012-07-16 2012-08-09 Diatomaceous Ionic Gel Separation Layer for Energy Storage Devices and Printable Composition Therefor
US13/571,272 2012-08-09
US13/571,308 2012-08-09
US13/571,302 2012-08-09
US13/571,302 US20140017557A1 (en) 2012-07-16 2012-08-09 Printable Composition for an Ionic Gel Separation Layer for Energy Storage Devices
US13/571,272 US20140017571A1 (en) 2012-07-16 2012-08-09 Printable Ionic Gel Separation Layer for Energy Storage Devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201427144A TW201427144A (zh) 2014-07-01
TWI637545B true TWI637545B (zh) 2018-10-01

Family

ID=49914241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102125199A TWI637545B (zh) 2012-07-16 2013-07-15 用於能量儲存裝置之離子凝膠離層及其可印組成物

Country Status (3)

Country Link
US (9) US20140017571A1 (zh)
TW (1) TWI637545B (zh)
WO (1) WO2014014758A2 (zh)

Families Citing this family (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101953399B1 (ko) 2010-09-13 2019-05-22 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 이온성 겔 전해질, 에너지 저장 장치, 및 이의 제조 방법
US10451897B2 (en) 2011-03-18 2019-10-22 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Components with multiple energization elements for biomedical devices
CN103597564B (zh) * 2011-04-06 2016-03-16 英派尔科技开发有限公司 离子电子导电聚合物电容器
US8857983B2 (en) 2012-01-26 2014-10-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens assembly having an integrated antenna structure
US9548511B2 (en) 2012-07-18 2017-01-17 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Diatomaceous energy storage devices
US9083010B2 (en) 2012-07-18 2015-07-14 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Diatomaceous energy storage devices
US9136065B2 (en) 2012-07-18 2015-09-15 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Diatomaceous energy storage devices
US10396365B2 (en) 2012-07-18 2019-08-27 Printed Energy Pty Ltd Diatomaceous energy storage devices
KR101454830B1 (ko) * 2012-09-24 2014-10-28 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 세퍼레이터의 제조방법, 그 방법에 의해 제조된 세퍼레이터, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US9397341B2 (en) 2012-10-10 2016-07-19 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Printed energy storage device
US9520598B2 (en) 2012-10-10 2016-12-13 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Printed energy storage device
US20140348719A1 (en) * 2013-03-14 2014-11-27 Bureau Veritas Pharmaceutical compound stabilizing filter compositions and methods of making and using same
US9276292B1 (en) 2013-03-15 2016-03-01 Imprint Energy, Inc. Electrolytic doping of non-electrolyte layers in printed batteries
EP3022794B1 (en) 2013-07-17 2019-01-16 Printed Energy Pty Ltd Silver oxide batteries with separator comprising partially dissolved cellulose
EP3496192A1 (en) * 2014-01-22 2019-06-12 Printed Energy Pty Ltd Diatomaceous energy storage devices
US9923242B2 (en) * 2014-01-23 2018-03-20 John E. Stauffer Lithium bromide battery
US10122049B2 (en) * 2014-02-06 2018-11-06 Gelion Technologies Pty Ltd Gelated ionic liquid film-coated surfaces and uses thereof
US10099407B2 (en) * 2014-05-20 2018-10-16 Matt Wallen Coatings and films as mandrel sealer
US10530011B1 (en) 2014-07-21 2020-01-07 Imprint Energy, Inc. Electrochemical cells and metal salt-based electrolytes
US9715130B2 (en) 2014-08-21 2017-07-25 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods and apparatus to form separators for biocompatible energization elements for biomedical devices
US10361404B2 (en) 2014-08-21 2019-07-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Anodes for use in biocompatible energization elements
US9941547B2 (en) 2014-08-21 2018-04-10 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Biomedical energization elements with polymer electrolytes and cavity structures
US10361405B2 (en) 2014-08-21 2019-07-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Biomedical energization elements with polymer electrolytes
US10627651B2 (en) 2014-08-21 2020-04-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods and apparatus to form biocompatible energization primary elements for biomedical devices with electroless sealing layers
US9383593B2 (en) * 2014-08-21 2016-07-05 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods to form biocompatible energization elements for biomedical devices comprising laminates and placed separators
US9793536B2 (en) 2014-08-21 2017-10-17 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Pellet form cathode for use in a biocompatible battery
US10381687B2 (en) 2014-08-21 2019-08-13 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods of forming biocompatible rechargable energization elements for biomedical devices
US9599842B2 (en) 2014-08-21 2017-03-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Device and methods for sealing and encapsulation for biocompatible energization elements
GB2531588B (en) * 2014-10-23 2021-07-07 Saralon Gmbh Battery and method for the production thereof
US10707526B2 (en) 2015-03-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
CA2989811C (en) * 2015-06-22 2024-02-13 Printed Energy Pty Ltd Diatomaceous energy storage devices
CN105355818B (zh) * 2015-12-15 2018-01-23 上海洁晟环保科技有限公司 复合型纳米纤维锂电池隔膜及其制备方法
PL3394917T3 (pl) 2015-12-23 2021-05-31 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Materiał kompozytowy
US10345620B2 (en) 2016-02-18 2019-07-09 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods and apparatus to form biocompatible energization elements incorporating fuel cells for biomedical devices
US10978748B2 (en) * 2016-03-24 2021-04-13 Uchicago Argonne, Llc Materials to improve the performance of lithium and sodium batteries
JP2017183111A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 旭化成株式会社 セパレータおよびその製造方法
US10784540B2 (en) 2016-03-31 2020-09-22 Imprint Energy, Inc. Ionic liquid gel for electrolyte, method of and ink for making the same, and printed batteries including such ionic liquid gels and/or electrolytes
CN109476688B (zh) 2016-04-01 2022-03-11 诺姆斯技术公司 包含磷的改性离子液体
US10395851B2 (en) * 2016-04-20 2019-08-27 The Hong Kong Polytechnic University Method for preparing aqueous MnO2 ink and capacitive energy storage devices comprising MnO2
WO2018013779A1 (en) * 2016-07-13 2018-01-18 North Carolina State University Silicone compositions for three-dimensional printing
CN106058315B (zh) * 2016-08-04 2018-10-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池添加剂，含有该添加剂的电池及制备方法
GB2554367B (en) * 2016-09-22 2021-02-24 Dst Innovations Ltd Flexible supercapacitors and manufacture thereof
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
CN106450108B (zh) * 2016-10-29 2019-04-05 曲阜师范大学 一种氢氧化钠/尿素体系下改性纤维素锂电池隔膜的制备方法
US10559431B2 (en) * 2016-11-08 2020-02-11 Ut-Battelle, Llc High voltage window electrolyte for supercapacitors
CN107017408B (zh) * 2017-04-01 2020-02-07 陕西科技大学 葫芦巴胶水系粘结剂及其在锂离子电池负极中的应用
CN106898720B (zh) * 2017-04-10 2020-02-14 中国乐凯集团有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
GB2562064A (en) * 2017-05-02 2018-11-07 Zapgo Ltd Supercapacitor device
CN107236340B (zh) * 2017-05-22 2019-04-23 安徽宏远职业卫生技术服务有限公司 一种比色皿保存方法
US11335946B2 (en) * 2017-06-02 2022-05-17 Global Graphene Group, Inc. Shape-conformable alkali metal-sulfur battery
US11394058B2 (en) 2017-06-02 2022-07-19 Global Graphene Group, Inc. Method of producing shape-conformable alkali metal-sulfur battery
US10454141B2 (en) 2017-06-30 2019-10-22 Global Graphene Group, Inc. Method of producing shape-conformable alkali metal-sulfur battery having a deformable and conductive quasi-solid electrode
EP3656010A4 (en) 2017-07-17 2021-08-11 Nohms Technologies, Inc. ELECTROLYTES CONTAINING PHOSPHORUS
JP6924264B2 (ja) * 2017-07-26 2021-08-25 株式会社日立製作所 半固体電解液、半固体電解質、半固体電解質層および二次電池
CN107863477A (zh) * 2017-10-17 2018-03-30 浙江歌瑞新材料有限公司 一种pvdf‑bp微孔聚合物隔膜及制备方法
US10873083B2 (en) 2017-11-30 2020-12-22 Global Graphene Group, Inc. Anode particulates or cathode particulates and alkali metal batteries
US20190190065A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-20 Nano And Advanced Materials Institute Limited Printable Solid Electrolyte for Flexible Lithium Ion Batteries
CN108232089B (zh) * 2018-01-05 2019-09-20 吉林大学 一种锂离子电池用硅藻土隔膜及其制备方法
JP2019169245A (ja) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社東芝 電極群、二次電池、電池パック、車両及び定置用電源
US10283813B1 (en) * 2018-04-16 2019-05-07 High Tech Battery Inc. Ionic liquid electrolyte in an energy storage device and method of making the same
CN109461867A (zh) * 2018-10-18 2019-03-12 苏州捷力新能源材料有限公司 一种多层水系pvdf锂离子电池隔膜及制备方法
US11316438B2 (en) * 2019-01-07 2022-04-26 Delta Eletronics (Shanghai) Co., Ltd. Power supply module and manufacture method for same
CN112544007B (zh) * 2019-01-10 2024-01-09 株式会社Lg新能源 固体电解质膜以及包含其的全固态电池
FR3098003B1 (fr) * 2019-06-26 2022-07-15 Solvionic Procédé et dispositif de fabrication d'électrodes pour un supercondensateur à base de liquide ionique et procédé de fabrication d'un tel supercondensateur
CN110416604B (zh) * 2019-08-09 2022-07-12 哈尔滨理工大学 一种高锂离子迁移数的固态电解质膜的制备方法
CN110517901B (zh) * 2019-09-20 2021-09-07 合肥工业大学 一种用于超级电容器的宽温区电解液及其制备方法
US20230048095A1 (en) * 2019-12-30 2023-02-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University High safety and high capacity lithium metal batteries in ionic liquid electrolyte with a sodium additive
DE102020200815A1 (de) 2020-01-23 2021-07-29 Mahle International Gmbh Zusammensetzung als Elektrolyt zum Auflösen und/oder Abscheiden von Metallen, Metalloxiden und/oder Metalllegierungen sowie Verwendungen dieser Zusammensetzung
JP7016392B2 (ja) * 2020-08-18 2022-02-04 旭化成株式会社 セパレータおよびその製造方法
US11646427B2 (en) 2020-11-11 2023-05-09 Xerox Corporation Printable ultra-violet light emitting diode curable electrolyte for thin-film batteries
CN112886100B (zh) * 2021-02-04 2022-08-16 安徽大学 一种高韧性凝胶电解质和具有牢固界面的全固态锌空气电池的制备方法
WO2024039349A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Yildiz Teknik Universitesi Mellitic acid doped polypyrrole coated carbon felt electrode and the preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040023110A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Parent C. Robert Alkaline cell with polymer electrolyte
US20080209876A1 (en) * 2007-02-07 2008-09-04 Zettacore, Inc. Liquid Composite Compositions Using Non-Volatile Liquids and Nanoparticles and Uses Thereof

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1949958C3 (de) * 1969-10-03 1980-09-25 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Separator für wartungsfreie Akkumulatoren
JP3760474B2 (ja) * 1993-04-22 2006-03-29 ダイキン工業株式会社 電気エネルギーを発生させる方法、装置およびそれに用いるｎ−ｆ結合を有する化合物
US5948464A (en) * 1996-06-19 1999-09-07 Imra America, Inc. Process of manufacturing porous separator for electrochemical power supply
KR20010042790A (ko) * 1998-06-23 2001-05-25 뵌스테드 뵈르너 밀폐형 납축전지용 이격판
JP2004527902A (ja) * 2000-12-23 2004-09-09 ルー，ウエン イオン性液体を内蔵する長寿命共役ポリマー電気化学デバイス
US20030027051A1 (en) * 2001-07-23 2003-02-06 Kejha Joseph B. Manufacturing method and structure of electrodes for lithium based electrochemical devices
US6527955B1 (en) * 2001-12-28 2003-03-04 Policell Technologies, Inc. Heat-activatable microporous membrane and its uses in batteries
US7282295B2 (en) * 2004-02-06 2007-10-16 Polyplus Battery Company Protected active metal electrode and battery cell structures with non-aqueous interlayer architecture
DE102004018930A1 (de) * 2004-04-20 2005-11-17 Degussa Ag Verwendung eines keramischen Separators in Lithium-Ionenbatterien, die einen Elektrolyten aufweisen, der ionische Flüssigkeiten enthält
US7947397B1 (en) * 2007-01-10 2011-05-24 Sandia Corporation Battery components employing a silicate binder
JP4778034B2 (ja) * 2008-01-30 2011-09-21 パナソニック株式会社 非水系二次電池の製造方法
US9136562B2 (en) * 2008-02-13 2015-09-15 Seeo, Inc. Multiple electrolyte electrochemical cells
US8236446B2 (en) * 2008-03-26 2012-08-07 Ada Technologies, Inc. High performance batteries with carbon nanomaterials and ionic liquids
WO2009137508A1 (en) * 2008-05-05 2009-11-12 Ada Technologies, Inc. High performance carbon nanocomposites for ultracapacitors
CN102227629B (zh) * 2008-12-01 2015-09-23 Msa奥尔有限责任公司 具有离子液体电解质***的电化学气体传感器
JP5300468B2 (ja) * 2008-12-26 2013-09-25 昭和電工株式会社 非水電解液
WO2011143368A1 (en) * 2010-05-12 2011-11-17 Arizona Board Of Regents Acting For And On Behalf Of Arizona State University Metal-air cell with performance enhancing additive
KR101953399B1 (ko) * 2010-09-13 2019-05-22 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 이온성 겔 전해질, 에너지 저장 장치, 및 이의 제조 방법
US9102087B2 (en) * 2011-03-23 2015-08-11 Department Of The Navy Foams made of amorphous hollow spheres and methods of manufacture thereof
US20130052509A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 GM Global Technology Operations LLC Lithium ion battery with electrolyte-embedded separator particles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040023110A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Parent C. Robert Alkaline cell with polymer electrolyte
US20080209876A1 (en) * 2007-02-07 2008-09-04 Zettacore, Inc. Liquid Composite Compositions Using Non-Volatile Liquids and Nanoparticles and Uses Thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20150357126A1 (en) 2015-12-10
US10910166B2 (en) 2021-02-02
US11551879B2 (en) 2023-01-10
US20150357677A1 (en) 2015-12-10
US9972449B2 (en) 2018-05-15
US20140017558A1 (en) 2014-01-16
US9972450B2 (en) 2018-05-15
US20180261404A1 (en) 2018-09-13
US20140017571A1 (en) 2014-01-16
US20190035561A1 (en) 2019-01-31
WO2014014758A3 (en) 2014-04-24
US20150357125A1 (en) 2015-12-10
US20140017557A1 (en) 2014-01-16
US10121608B2 (en) 2018-11-06
WO2014014758A2 (en) 2014-01-23
TW201427144A (zh) 2014-07-01
US10573468B2 (en) 2020-02-25
US20200176197A1 (en) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI637545B (zh) 用於能量儲存裝置之離子凝膠離層及其可印組成物
US11502311B2 (en) Printed energy storage device
Muzaffar et al. A review on recent advances in hybrid supercapacitors: Design, fabrication and applications
US9048031B2 (en) Method of and printable compositions for manufacturing a multilayer carbon nanotube capacitor
Qi et al. Design of architectures and materials in in‐plane micro‐supercapacitors: current status and future challenges
US10686197B2 (en) Printed energy storage device
Hu et al. Recent advances in designing and fabrication of planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage
WO2009107875A1 (ja) イオン液体を含む電極膜及び電極、それらの製造方法、並びに蓄電デバイス
CN106449154A (zh) 一种低维碳材料薄膜为极片的超级电容器及制备方法
JP4651948B2 (ja) 両面塗工方法および塗工された電極
JP2005203115A (ja) 両面塗工方法および塗工された電極