本發(fā)明涉及一種電極結(jié)構(gòu)，更具體地涉及一種在電化學(xué)電池中使用的電極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
典型的電化學(xué)電池具有參與電化學(xué)反應(yīng)的陰極和陽(yáng)極。一些電化學(xué)電池(例如，可再充電電池)可能經(jīng)受充電/放電循環(huán)，該充電/放電循環(huán)涉及陽(yáng)極表面上的金屬(例如，鋰金屬)的脫出和沉積，伴隨有陽(yáng)極表面上的金屬與其他電池組分(例如，電解質(zhì)組分)的寄生反應(yīng)，其中金屬可以在放電期間從陽(yáng)極表面擴(kuò)散。該過(guò)程的效率和均勻性會(huì)影響電化學(xué)電池的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。在一些情況下，隨著電化學(xué)電池經(jīng)歷反復(fù)充電/放電循環(huán)，往往由于溶解在電解質(zhì)中的離子的不均勻再沉積，所以一個(gè)或更多個(gè)電極中的一個(gè)或更多個(gè)表面可能會(huì)變得不平坦。一個(gè)或更多個(gè)電極中的一個(gè)或更多個(gè)表面的粗糙化可能導(dǎo)致電池性能越來(lái)越差。盡管提出了用于形成電極以及形成界面和/或保護(hù)層的各種方法，但是仍需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明涉及電極結(jié)構(gòu)，更具體地涉及在電化學(xué)電池中使用的電極結(jié)構(gòu)。還提供了一種電化學(xué)電池和包括這樣的電極結(jié)構(gòu)的其他制品。在一些情況下，本發(fā)明的主題涉及相互關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品，對(duì)于具體問(wèn)題的可替代的解決方案，和/或一個(gè)或更多個(gè)系統(tǒng)和/或制品的多種不同用途。在一組實(shí)施方案中，提供了一系列制品。在一種實(shí)施方案中，提供了一種在電化學(xué)電池中使用的制品。該制品包括：包含鋰金屬的電活性層；與電活性層相鄰的氮化鋰層，其中氮化鋰層的厚度大于1微米且小于20微米。該制品還包括：包含聚合物凝膠和鋰鹽的電解質(zhì)層，其中電解質(zhì)層與氮化鋰層相鄰，電解質(zhì)層的鋰離子傳導(dǎo)率為至少1×10-4S/cm，電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度大于50N/cm2。在另一實(shí)施方案中，一種在電化學(xué)電池中使用的制品包括：具有第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。該復(fù)合結(jié)構(gòu)包括：在第一側(cè)處的主要為鋰金屬的電活性部分；和在第二側(cè)處的主要為氮化鋰的部分。在從第一側(cè)出發(fā)朝向第二側(cè)的至少10微米的位置處，復(fù)合結(jié)構(gòu)不含Li3N或者復(fù)合結(jié)構(gòu)的Li金屬與Li3N的摩爾比大于5:1，以及在從第二側(cè)出發(fā)朝向第一側(cè)的至少1微米的位置處，復(fù)合結(jié)構(gòu)的Li金屬與Li3N的摩爾比小于1:1000，鋰離子傳導(dǎo)率為至少1×10-4S/cm。該復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括：在第一側(cè)與第二側(cè)之間包括鋰金屬和Li3N二者的梯度區(qū)域，梯度區(qū)域的厚度為至少0.005微米。在另一實(shí)施方案中，一種在電化學(xué)電池中使用的制品，包括復(fù)合結(jié)構(gòu)，該復(fù)合結(jié)構(gòu)包括：在復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一側(cè)處存在的鋰金屬電活性部分，鋰金屬電活性部分的厚度為至少10微米。該制品還包括在復(fù)合結(jié)構(gòu)的第二側(cè)處存在的氮化鋰部分，氮化鋰部分的厚度大于1微米，鋰離子傳導(dǎo)率為至少1×10-4S/cm。該制品具有在第一側(cè)與第二側(cè)之間包括鋰金屬和Li3N二者的梯度區(qū)域，梯度區(qū)域的厚度為至少0.005微米。在另一實(shí)施方案中，一種在電化學(xué)電池中使用的制品，包括：包含鋰金屬的電活性層；以及包含聚合物凝膠和鋰鹽的電解質(zhì)層，其中電解質(zhì)層的鋰離子傳導(dǎo)率為至少1×10-4S/cm，以及電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度大于80N/cm2。該制品處于施加的各向異性力下，各向異性力具有垂直于制品的表面的分量，其中該分量限定了至少80N/cm2的壓力。在另一組實(shí)施方案中，提供了一系列方法。在一種實(shí)施方案中，提供了一種形成用于電化學(xué)電池的陽(yáng)極的方法。該方法包括：向鋰金屬的層施加包含電離的氮的等離子體，其中鋰金屬的層的厚度在1微米至50微米之間；以及使鋰金屬與電離的氮反應(yīng)以形成厚度大于1微米的氮化鋰層。在另一實(shí)施方案中，提供了一種形成用于電化學(xué)電池的鋰金屬電極的方法。該方法包括：提供包括基底和與基底相鄰的鋰金屬層的制品，其中鋰金屬層的厚度為至少10微米；以及在壓力為至少1Pa，并且溫度在-40℃至181℃之間下將鋰金屬層暴露于氮?dú)?。該方法涉及將鋰金屬層的至少一部分轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i3N以形成厚度為至少1微米的Li3N保護(hù)層。根據(jù)以下詳細(xì)描述，在結(jié)合附圖進(jìn)行考慮時(shí)，本發(fā)明的其他方面、實(shí)施方案和特征將變得明顯。附圖是示意性的并非旨在按比例繪制。為清楚起見(jiàn)，沒(méi)有將每個(gè)附圖中的每個(gè)組件都進(jìn)行標(biāo)記，在沒(méi)有必要說(shuō)明以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的地方，也沒(méi)有將本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施方案示出的每個(gè)組件都進(jìn)行標(biāo)記。所有專利申請(qǐng)和專利通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容并入本文。在沖突的情況下，以包括解釋的本說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)。附圖說(shuō)明參照附圖，將通過(guò)舉例的方式描述本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案，這些附圖是示意性的并非旨在按比例繪制。在附圖中，所示出的每個(gè)相同的組件或幾乎相同的組件通常用單一附圖標(biāo)記表示。為清楚起見(jiàn)，沒(méi)有將每個(gè)附圖中的每個(gè)組件都進(jìn)行標(biāo)記，在沒(méi)有必要說(shuō)明以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的地方，也沒(méi)有將本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施方案示出的每個(gè)組件都進(jìn)行標(biāo)記。在附圖中：圖1示出了根據(jù)一組實(shí)施方案的在電化學(xué)電池的中使用的制品；圖2示出了根據(jù)一組實(shí)施方案的電化學(xué)電池；以及圖3示出了根據(jù)一組實(shí)施方案的包括電活性層、保護(hù)層和梯度的電極。具體實(shí)施方式提供了一種電極結(jié)構(gòu)，更具體為在電化學(xué)電池中使用的電極結(jié)構(gòu)。本文中描述的電極結(jié)構(gòu)可以包括一個(gè)或更多個(gè)保護(hù)層。在一組實(shí)施方案中，保護(hù)層可以通過(guò)將鋰金屬表面暴露于包含氣體離子的等離子體以在鋰金屬的頂部上形成陶瓷層。陶瓷層對(duì)于鋰離子可以是高傳導(dǎo)的，并且可以防止下面的鋰金屬表面與電解質(zhì)中的組分反應(yīng)。在一些情況下，離子可以是氮離子，可以在鋰金屬表面上形成氮化鋰層。在其他實(shí)施方案中，該保護(hù)層可以通過(guò)在高壓下將鋰轉(zhuǎn)化成氮化鋰來(lái)形成。例如，可以將基底上包括鋰金屬層的制品在高壓下暴露于氮?dú)?，將大量的鋰金屬轉(zhuǎn)化為氮化鋰。該表面的全部或部分可以被轉(zhuǎn)化為氮化鋰，可選地將剩余的鋰用作電活性部分?？蛇x地，在形成氮化鋰層之后，可以在基底與氮化鋰層之間的插入鋰金屬(例如，通過(guò)電鍍處理)以形成受保護(hù)的鋰金屬電極。還提供了一種與施加的力結(jié)合的保護(hù)結(jié)構(gòu)。在另一組實(shí)施方案中，提供了一種包括具有相對(duì)高屈服強(qiáng)度的電解質(zhì)的電化學(xué)電池，該電化學(xué)電池與施加到電化學(xué)電池的力結(jié)合以賦予電極的電活性材料形態(tài)的變化。下面更詳細(xì)地提供了這些實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)。如本文所述，在一些實(shí)施方案中，所提供的制品和方法可以應(yīng)用于鋰電池系統(tǒng)(例如，鋰金屬電池系統(tǒng))。鋰電池系統(tǒng)通常包括在放電期間經(jīng)電化學(xué)鋰化的陰極。在該過(guò)程中，鋰金屬被轉(zhuǎn)化為鋰離子，并且穿過(guò)電解質(zhì)傳輸?shù)诫姵氐年帢O，在電池的陰極處鋰離子被還原。在鋰/硫電池中，例如，鋰離子在陰極處形成多種鋰硫化合物之一。在充電時(shí)，該過(guò)程是相反的，在陽(yáng)極處由電解質(zhì)中的鋰離子電鍍鋰金屬。在每個(gè)放電循環(huán)中，大量(例如，最高達(dá)100％)的可利用的鋰可以電化學(xué)溶解在電解質(zhì)中，幾乎該量可以在充電時(shí)在陽(yáng)極處被再次電鍍。與在每次放電期間移除的量相比，通常在每個(gè)充電期間稍微不足量的鋰在陽(yáng)極處被再電鍍；在每個(gè)充電放電循環(huán)期間，通常有小部分的金屬Li陽(yáng)極損失成不溶性的電化學(xué)非活性物質(zhì)。這些過(guò)程以多種方式對(duì)陽(yáng)極有應(yīng)力，其可以導(dǎo)致Li的過(guò)早耗盡和電池的循環(huán)壽命的降低。在該循環(huán)期間，Li陽(yáng)極表面可以變得粗糙(這可以增加場(chǎng)驅(qū)動(dòng)腐蝕的速率)，Li表面粗糙化可以與電流密度成比例地增加。在循環(huán)期間，與陽(yáng)極的全部Li損失關(guān)聯(lián)的許多非活性反應(yīng)產(chǎn)物還可以在日益粗糙的Li表面上累積，并且其可以干擾電荷傳輸?shù)较旅娴慕饘貺i電活性層。粗糙的Li表面也是不期望的，這是因?yàn)槠淇赡茉黾涌捎糜谂c電解質(zhì)中存在的組分反應(yīng)的表面積，從而增加反應(yīng)速率并且減少可用于循環(huán)的鋰的量。在電池的其他部分中不存在其他劣化過(guò)程時(shí)，僅僅每個(gè)循環(huán)的Li陽(yáng)極損失就可以最終使得電池?zé)o活性。因此，期望的是，最小化或抑制Li損失反應(yīng)，使Li表面粗糙度/腐蝕速率最小化，在放電期間有均勻分布的鋰的移除，防止任何無(wú)活性腐蝕反應(yīng)產(chǎn)物干擾電荷傳輸穿過(guò)Li陽(yáng)極表面。特別地，在較高電流密度下(在商業(yè)上期望的)這些過(guò)程可以導(dǎo)致電池的較快失效。如本文中所描述的，在一些實(shí)施方案中，制品(例如電極)或電化學(xué)電池包括可以用于使電活性材料分離于待與電極或電化學(xué)電池一起使用的電解質(zhì)的保護(hù)結(jié)構(gòu)。為了包括(例如，對(duì)于鋰電池)防止在再充電期間的樹(shù)枝狀晶體形成、防止鋰與電解質(zhì)或電解質(zhì)中的組分(例如，溶劑、鹽和陰極放電產(chǎn)物)反應(yīng)、增加循環(huán)壽命、以及安全性(例如，防止熱失控)的多種原因，將電活性層與電化學(xué)電池的電解質(zhì)分隔開(kāi)可以是期望的。例如，電活性鋰層與電解質(zhì)的反應(yīng)可以導(dǎo)致在陽(yáng)極上形成電阻膜阻擋物，這可以增加電池的內(nèi)部電阻，降低在額定電壓下通過(guò)電池所能夠提供的電流的量。已經(jīng)提出了包括利用由聚合物、陶瓷或玻璃形成的界面或保護(hù)層涂覆鋰陽(yáng)極的多種不同解決方案以用于在這樣的裝置中保護(hù)鋰陽(yáng)極，這樣的界面或保護(hù)層的重要特征為傳導(dǎo)鋰離子。雖然已知用于保護(hù)鋰陽(yáng)極和其他堿金屬陽(yáng)極的多種技術(shù)和組成，然而特別是在可再充電電池中，這些保護(hù)涂層存在特別的挑戰(zhàn)。因?yàn)殇囯姵赝ㄟ^(guò)在每個(gè)充電/放電循環(huán)中使鋰從含鋰陽(yáng)極中移除和再電鍍而起作用，所以鋰離子必須能夠穿過(guò)任意保護(hù)涂層。涂層也必須能夠經(jīng)受由于在陽(yáng)極處材料的移除和再電鍍的形態(tài)變化。保護(hù)結(jié)構(gòu)在保護(hù)電活性層方面的效力還可以至少部分取決于保護(hù)結(jié)構(gòu)與電活性層結(jié)合得如何、在結(jié)構(gòu)中存在的任意缺陷、和/或保護(hù)結(jié)構(gòu)的層的平滑度。許多單一薄膜材料，當(dāng)沉積到電活性鋰層的表面上時(shí)，并非具有所有的必要特性，所述必要特征為使Li離子通過(guò)、驅(qū)使大量Li表面參與電流傳導(dǎo)、保護(hù)金屬Li陽(yáng)極免受從陰極遷移的某些物質(zhì)(例如，液體電解質(zhì)和/或從基于硫的陰極中產(chǎn)生的多硫化物)損害、以及阻止高電流密度引起的表面損傷。本申請(qǐng)的發(fā)明人通過(guò)本發(fā)明的若干實(shí)施方案開(kāi)發(fā)出用于解決本文中所描述的問(wèn)題的解決方案，在一組實(shí)施方案中，該方案包括：電活性層的組合、可選的保護(hù)結(jié)構(gòu)，和與保護(hù)結(jié)構(gòu)相鄰安置的包含聚合物凝膠的電解質(zhì)。電解質(zhì)可以具有為電活性層的屈服強(qiáng)度的至少0.8倍或更大的屈服強(qiáng)度，以及相對(duì)高的離子傳導(dǎo)率。這樣的結(jié)構(gòu)可以可選地與在電極制造和/或使用期間施加到電極的力一起使用。所施加的力可以大于電活性材料的屈服強(qiáng)度，與相同結(jié)構(gòu)但未施加力的情況相比，這導(dǎo)致電活性材料在循環(huán)期間彎曲或變形，從而形成較光滑的電活性表面并且減小了可用于與電解質(zhì)中組分反應(yīng)的表面積。在一組實(shí)施方案中，本文中描述的問(wèn)題的解決方案涉及利用對(duì)于離子高度傳導(dǎo)的并且以復(fù)合物的形式與電活性材料一體地連接的保護(hù)結(jié)構(gòu)。保護(hù)層可以具有足夠的厚度以保護(hù)電活性材料免受電解質(zhì)中可能存在的反應(yīng)物質(zhì)的影響，也可以具有撓性以經(jīng)受由于在陽(yáng)極鋰的移除和再電鍍而引起的形態(tài)變化。上面提到的問(wèn)題的其他解決方案包括：利用多層保護(hù)結(jié)構(gòu)，其可以減少保護(hù)結(jié)構(gòu)中缺陷的數(shù)目和/或賦予電極撓性。還描述了這樣的實(shí)施方案的組合。在本文中描述的許多實(shí)施方案中，描述了鋰可再充電電化學(xué)電池(包括鋰陽(yáng)極)。例如，本文中所提供的描述可以涉及鋰/硫電池、其他鋰金屬電池、或鋰離子電池。然而，在本文中無(wú)論在什么情況下描述的鋰電化學(xué)電池，應(yīng)該理解可以使用任意類似的堿金屬電化學(xué)電池(包括堿金屬陽(yáng)極)。此外，雖然本文中主要公開(kāi)了可再充電電化學(xué)電池，但是非可再充電(一次)電化學(xué)電池也旨在從本文中描述的實(shí)施方案中受益。此外，雖然本文中描述的制品和方法在提供陽(yáng)極保護(hù)和形成方面特別有用，但是該制品和方法也適用于陰極。圖1示出了根據(jù)一組實(shí)施方案的可以在電化學(xué)電池中使用的制品的實(shí)施例。如在示例性實(shí)施方案中示出的，制品10包括陽(yáng)極15，陽(yáng)極15包括電活性層20。電活性層包括電活性材料(例如，鋰金屬)。在某些實(shí)施方案中，電活性層可以由保護(hù)結(jié)構(gòu)30保護(hù)，該保護(hù)結(jié)構(gòu)30可以包括例如在本文中所描述的單層或多層結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，保護(hù)結(jié)構(gòu)可以用作保護(hù)電活性材料免于與電解質(zhì)中的某些物質(zhì)反應(yīng)的有效阻擋物。在一些實(shí)施方案中，制品10包括電解質(zhì)40，該電解質(zhì)40可以與保護(hù)結(jié)構(gòu)相鄰安置，例如，在與電活性層相反的側(cè)上。電解質(zhì)可以起到用于存儲(chǔ)和傳輸離子的介質(zhì)的作用。在一些實(shí)施方案中，制品10被構(gòu)造成或布置成在向制品施加力期間為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的。施加力可以增強(qiáng)制品在使用期間的性能，如在本文中所描述的。如在圖1中說(shuō)明性示出的，可以沿著箭頭81施加力。箭頭82示出了垂直于電活性層的活性表面20’的力的分量。在彎曲表面的情況下，例如，凹表面或凸表面，在施加力的點(diǎn)處，所述力可以包括相對(duì)于與彎曲表面相切的平面具有法向分量的各向異性力。如在圖2中示出的實(shí)施方案中，制品10可以與其他組件結(jié)合以形成電化學(xué)電池12。電化學(xué)電池可以任選地包括與電解質(zhì)相鄰安置或在電解質(zhì)內(nèi)部的隔離物50。電化學(xué)電池還可以包括陰極60，陰極60包括陰極活性材料。在一組實(shí)施方案中，電活性材料20包括鋰(例如，鋰金屬)，電解質(zhì)層40包括聚合物凝膠和鋰鹽。在某些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層具有相對(duì)高的鋰離子傳導(dǎo)率和相對(duì)高的屈服強(qiáng)度。例如，在一些實(shí)施方案中，鋰離子傳導(dǎo)率可以為至少1×10-4S/cm、至少2.5×10-4S/cm、至少5.0×10-4S/cm(或在本文中描述的另一值)，屈服強(qiáng)度為形成電活性層的材料的屈服強(qiáng)度的至少0.6倍、至少0.8倍或更大。電解質(zhì)層的相對(duì)高鋰離子傳導(dǎo)率使得鋰離子在充電和放電期間在陽(yáng)極與陰極之間以適當(dāng)?shù)乃俾蕚鬏?。包括具有特定最小屈服?qiáng)度的電解質(zhì)層的制品可以給予制品某些優(yōu)勢(shì)，特別是當(dāng)制品處于施加的各向異性力下時(shí)。在一些實(shí)例中，垂直于制品的表面的力的分量限定了具有如下量的壓力：至少為電活性層中的電活性材料的屈服強(qiáng)度的量。在本發(fā)明的上下文中本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電解質(zhì)層具有相對(duì)高的鋰離子傳導(dǎo)率和相對(duì)高的屈服強(qiáng)度并向制品施加一定的最小力時(shí)，該組合導(dǎo)致電活性層在電池的循環(huán)期間彎曲或變形。例如，所施加的垂直于制品的表面的力的分量可以限定具有大于電活性材料的屈服強(qiáng)度但小于電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度的量的力，使得電活性材料在循環(huán)期間變形而電解質(zhì)層在循環(huán)期間基本上不變形。有利地，導(dǎo)致電活性層在循環(huán)期間變形而電解質(zhì)層基本上不變形可以在充電和放電期間使電活性層的表面光滑。在放電期間，在陽(yáng)極處鋰金屬被氧化為鋰離子，在充電期間，通過(guò)再電鍍工藝鋰離子被還原為鋰金屬。如上所述，在這些過(guò)程期間，鋰陽(yáng)極表面可能變得粗糙，表面粗糙化可以根據(jù)電流密度按比例增加。通過(guò)向制品施加各向異性力，與本文中所描述的其他組件結(jié)合，電活性層可以被壓縮，電活性層的粗糙化可以由于該壓縮而被降低。粗糙化的降低可以減小在陽(yáng)極表面處的鋰的表面積，從而降低了可用于與電解質(zhì)中的物質(zhì)反應(yīng)的鋰。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的，屈服強(qiáng)度是指材料呈現(xiàn)出特定的永久變形(有時(shí)稱為塑性變形)時(shí)的應(yīng)力，屈服強(qiáng)度是彈性極限的實(shí)際近似。超過(guò)彈性極限，就會(huì)發(fā)生永久變形。如本文所使用的，屈服強(qiáng)度是在伸長(zhǎng)期間可以測(cè)量永久變形處的最小應(yīng)力。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠通過(guò)例如，選取具有固定橫截面積的樣品，并有控制地拉伸該樣品，逐漸增加力直到樣品改變形狀或破裂為止來(lái)確定材料的屈服強(qiáng)度。使用機(jī)械或光學(xué)引伸計(jì)記錄儀來(lái)記錄縱向和/或橫向應(yīng)變。用于確定屈服強(qiáng)度的試驗(yàn)機(jī)為市售的，例如來(lái)自如上所述，可以設(shè)計(jì)電解質(zhì)層使得其屈服強(qiáng)度大于特定值。在某些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度為與電解質(zhì)層一起使用的電活性材料的屈服強(qiáng)度的至少0.8倍，在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度大于施加到制品的壓力(例如，施加的各向異性力的法向分量)。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度大于電活性材料的屈服強(qiáng)度1倍、1.2倍、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度大于施加到制品的壓力(例如，在制造和/或使用期間)的法向分量的1倍、1.2倍、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍。下面更詳細(xì)地描述屈服強(qiáng)度的其他值。也可以為上述范圍的組合。如上所述，電活性層還可以設(shè)計(jì)為具有相對(duì)高離子傳導(dǎo)率(例如，鋰離子傳導(dǎo)率)。例如，電解質(zhì)層可以具有離子(例如，鋰離子)傳導(dǎo)率為至少1×10-4S/cm、至少2.5×10-4S/cm、至少5.0×10-4S/cm、至少7.5×10-4S/cm、至少1×10-3S/cm、或至少5.0×10-3S/cm。電解質(zhì)層的鋰離子傳導(dǎo)率可以通過(guò)添加鋰鹽或其他合適的添加劑來(lái)提高。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以利用例如在室溫下測(cè)得的阻抗譜(impedancespectroscopy)來(lái)確定電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)率。在一些實(shí)施方案中，如在本文中所描述的，具有相對(duì)高的鋰離子傳導(dǎo)率和相對(duì)高屈服強(qiáng)度的電解質(zhì)層包括聚合物凝膠。盡管許多聚合物是已知的具有比待在電化學(xué)電池中使用的電解質(zhì)材料的屈服強(qiáng)度大的屈服強(qiáng)度(例如，大于作為電活性材料的鋰的屈服強(qiáng)度80N/cm2的屈服強(qiáng)度)，當(dāng)聚合物為凝膠形式時(shí)聚合物的屈服強(qiáng)度通常減小。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的，當(dāng)向聚合物加入溶劑時(shí)，聚合物在溶劑中溶脹以形成凝膠，該聚合物凝膠現(xiàn)在比不存在溶劑的聚合物更容易變形(因此具有較低的屈服強(qiáng)度)。具體聚合物凝膠的屈服強(qiáng)度可以取決于各種因素：例如聚合物的化學(xué)組分、聚合物的分子量、聚合物的交聯(lián)度(如果有的話)、聚合物凝膠層的厚度、用于溶脹聚合物的溶劑的化學(xué)組分、聚合物凝膠中溶劑的量、添加到聚合物凝膠中的任意添加劑(例如鹽)、任意這樣的添加劑的濃度、以及在聚合物凝膠中存在的任意陰極放電產(chǎn)物。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在離子傳導(dǎo)率與電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度之間需要平衡。通常，液體電解質(zhì)具有比凝膠聚合物電解質(zhì)或固體電解質(zhì)高的離子傳導(dǎo)率。隨著向聚合物添加更多的液體溶劑以形成聚合物凝膠，得到的聚合物凝膠的離子傳導(dǎo)率可以增加，這是因?yàn)楦嗟娜軇┩ǔＪ沟酶嗔康柠}能夠溶解在溶劑中。然而，聚合物凝膠的剛度和屈服強(qiáng)度往往隨著更多溶劑的添加而降低。同樣地，隨著在聚合物凝膠中的溶劑的量的減少，電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)率可以降低，而聚合物凝膠的屈服強(qiáng)度可以增加。因此，通常難以制備既具有高離子傳導(dǎo)率又具有高屈服強(qiáng)度的聚合物凝膠。在本發(fā)明的上下文中本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在一些實(shí)施方案中，通過(guò)利用聚合物凝膠滲透固體聚合物網(wǎng)絡(luò)可以制備具有期望屈服強(qiáng)度和離子傳導(dǎo)率二者的電解質(zhì)層。固體聚合物網(wǎng)絡(luò)可以給予電解質(zhì)期望的結(jié)構(gòu)支承還可以適應(yīng)地增加在循環(huán)期間電化學(xué)電池的撓性。在一些實(shí)施方案中，固體聚合物網(wǎng)絡(luò)中的孔足夠大以不抑制離子傳輸(例如，通過(guò)使得離子傳導(dǎo)材料能夠透過(guò)孔)，也足夠小以例如在向電化學(xué)電池施加力期間給予結(jié)構(gòu)支承。下面將更詳細(xì)地描述包括具有期望屈服強(qiáng)度和離子傳導(dǎo)率的電解質(zhì)層的其他實(shí)施方案。在另一組實(shí)施方案中，提供了一種在電化學(xué)電池中使用的復(fù)合結(jié)構(gòu)。該復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括電活性部分(例如，電活性層)，該電活性部分包括在復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一側(cè)處存在的電活性材料，以及在復(fù)合結(jié)構(gòu)的相對(duì)的第二側(cè)處存在的保護(hù)結(jié)構(gòu)。保護(hù)結(jié)構(gòu)通常構(gòu)造成能夠傳導(dǎo)穿過(guò)其的電活性材料的離子。在一些實(shí)施方案中，復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括形成保護(hù)結(jié)構(gòu)的全部或部分的梯度，該梯度位于復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一側(cè)與復(fù)合結(jié)構(gòu)的第二側(cè)之間。這樣的構(gòu)造的實(shí)施例在圖3中說(shuō)明的實(shí)施方案中示出。根據(jù)下面的描述，這樣的構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是明顯的。如在圖3中說(shuō)明性示出的，制品100包括復(fù)合結(jié)構(gòu)115，該復(fù)合結(jié)構(gòu)115包含第一側(cè)120和第二側(cè)125。在復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一側(cè)處可以存在電活性部分130(例如，鋰金屬電活性部分、或主要為鋰金屬的電活性部分)，在復(fù)合結(jié)構(gòu)的第二側(cè)處可以存在保護(hù)結(jié)構(gòu)140。復(fù)合結(jié)構(gòu)115可以形成為使得保護(hù)結(jié)構(gòu)140與電活性部分130一體地連接。例如，該結(jié)構(gòu)可以形成為使得在保護(hù)結(jié)構(gòu)起始和結(jié)束的地方與電活性部分起始和結(jié)束的地方之間沒(méi)有清楚的界線(例如，沒(méi)有界線將電活性層和保護(hù)層隔開(kāi))。在一些情況下，完整連接的組件具有在兩個(gè)材料之間的粘結(jié)/粘合強(qiáng)度為至少與每個(gè)材料的屈服強(qiáng)度一樣大(例如，電活性材料和用于形成保護(hù)結(jié)構(gòu)的材料)。在一些實(shí)施方案中，保護(hù)結(jié)構(gòu)140可以是氮化鋰部分或主要為氮化鋰的部分。雖然本文中的大量描述指的是氮化鋰保護(hù)結(jié)構(gòu)，但是應(yīng)當(dāng)理解可以使用任意合適的材料用作保護(hù)結(jié)構(gòu)。在一些情況下，該保護(hù)結(jié)構(gòu)由單離子傳導(dǎo)材料形成。單離子傳導(dǎo)材料可以是例如，陶瓷、玻璃、或玻璃陶瓷材料。本文中提供了單離子傳導(dǎo)材料的實(shí)例。在一些情況下，選擇用于保護(hù)結(jié)構(gòu)的材料適于形成具有如本文所描述的電活性材料的梯度。在一些實(shí)施方案中，保護(hù)結(jié)構(gòu)可以包括單個(gè)層或多個(gè)層。保護(hù)結(jié)構(gòu)可以具有任意合適的組成以防止或降低電活性材料與電解質(zhì)中存在的物質(zhì)之間的一種或更多種反應(yīng)，以使得離子以適當(dāng)?shù)乃俾蚀┻^(guò)保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳導(dǎo)。在一些實(shí)施方案中，保護(hù)結(jié)構(gòu)的鋰金屬與保護(hù)材料的摩爾比小于1:500(例如，小于1:1000、小于1:1500、小于1:2000、小于1:5000或小于1：10000)。在一些實(shí)施方案中，這樣的摩爾比存在于從復(fù)合結(jié)構(gòu)的第二側(cè)140出發(fā)朝向復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一側(cè)130為至少0.5微米、至少1微米、至少2微米、至少3微米、至少5微米、至少7微米或至少10微米的位置處。用于確定材料組成的方法可以包括如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的水滴定和俄歇(Auger)方法。保護(hù)結(jié)構(gòu)還可以具有本文中所描述的值之一(例如，至少1×10-4S/cm)的離子傳導(dǎo)率(例如，鋰離子傳導(dǎo)率)。保護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度可以改變。在一些實(shí)施方案中，保護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度為大于0.2微米、大于0.5微米、大于0.75微米、大于1微米、大于1.2微米、大于1.5微米、大于2微米、大于3微米、大于5微米、大于7微米、或大于10微米。在一些實(shí)施方案中，保護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度為小于或等于10微米、小于或等于7微米、小于或等于5微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米小于或等于1微米、或者小于或等于0.5微米。也可以為其它值。也可以為上面提到的范圍的組合(例如，厚度大于1微米且小于或等于5微米)。如圖3說(shuō)明性示出的，復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)梯度區(qū)域150。梯度區(qū)域可以包括電活性材料(與電活性部分130相同的材料)和用于形成保護(hù)結(jié)構(gòu)140的材料(例如，氮化鋰)。梯度區(qū)域可以包括從側(cè)125到側(cè)120穿過(guò)該結(jié)構(gòu)的厚度保護(hù)材料(例如，氮化鋰)的逐漸減少的量。復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括任意合適類型的梯度。例如，梯度可以為在復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一側(cè)與第二側(cè)之間的線性梯度或曲線梯度。在某些實(shí)施方案中，梯度的特征可以在于貫穿復(fù)合結(jié)構(gòu)的厚度的函數(shù)類型。例如，該梯度的特征可以在于貫穿結(jié)構(gòu)的全部或一部分的正弦函數(shù)、二次函數(shù)、周期函數(shù)、非周期性函數(shù)、連續(xù)函數(shù)、或?qū)?shù)函數(shù)的形狀。也可以為其他類型的梯度。梯度通常為從復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一側(cè)到復(fù)合結(jié)構(gòu)的第二側(cè)的不同組分的材料之一。梯度區(qū)域可以具有任意合適的厚度。在一些實(shí)施方案中，梯度區(qū)域具有至少0.005微米的厚度。在某些實(shí)施方案中，梯度區(qū)域的厚度為例如至少0.01微米、至少0.05微米、至少0.1微米、至少0.5微米、至少1微米、至少5微米、或至少10微米。在一些實(shí)施方案中，梯度區(qū)域的厚度為小于10微米、小于5微米、小于1微米、小于0.5微米、小于0.1微米、小于0.05微米或小于0.01微米。也可以為其它厚度。也可以為上面提到的范圍的組合(例如，厚度為至少0.01微米且小于5微米)。梯度區(qū)域的全部或部分可以具有離子傳導(dǎo)率(例如，鋰離子傳導(dǎo)率)為例如本文中所描述的值或范圍之一。如在圖3中說(shuō)明性示出的，電活性部分130可以具有厚度160。電活性部的厚度160可以為例如，至少1微米、至少5微米、至少10微米、至少15微米、至少20微米、至少25微米、至少30微米、至少40微米、或至少50微米。在一些實(shí)施方案中，電活性部分的厚度為小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、或小于或等于10微米。也可以為其它值。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，該電活性部分不含用于形成保護(hù)結(jié)構(gòu)的材料(例如，氮化鋰)，或者其鋰金屬與保護(hù)材料(例如，氮化鋰)的摩爾比大于4:1、大于5:1、大于6:1、大于8:1、大于10:1、大于15:1、或大于20:1。也可以為其它值。在一些實(shí)施方案中，鋰金屬與保護(hù)材料的這樣的摩爾比存在于從第一側(cè)120出發(fā)朝向第二側(cè)125為至少2微米、至少5微米、至少7微米、至少10微米、至少12微米、或至少15微米的位置處。與梯度部分和結(jié)合的保護(hù)結(jié)構(gòu)相比，復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括任意合適量的電活性部分。在某些情況下，例如，電活性部分形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的至少50wt％、至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％、至少95wt％、至少99wt％、至少99.5wt％、或至少99.9wt％。復(fù)合結(jié)構(gòu)的其余部分可以由梯度部分和/或保護(hù)結(jié)構(gòu)形成。在某些情況下，小于99.9wt％、小于99.5wt％、小于99wt％、小于95wt％、小于90wt％、小于80wt％、小于70wt％、小于60wt％、或小于50％wt的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括電活性部分。在一些實(shí)施方案中，電活性部分形成為復(fù)合結(jié)構(gòu)的20wt％至99wt％、30％wt至90wt％、40wt％至90wt％、50wt％至95wt％、60％wt至95wt％、60wt％至99wt％、或70wt％至99wt％。也可以為其他值和范圍以及上述參考值的組合。在一些實(shí)施方案中，本文中描述的梯度區(qū)域(例如，具有具體厚度和/或離子電導(dǎo)率的梯度區(qū)域)具有某一范圍的Li金屬與Li3N的摩爾比。例如，在一些實(shí)施方案中，在梯度區(qū)域內(nèi)的任意點(diǎn)或梯度區(qū)域的一部分的Li金屬與Li3N的摩爾比可以在1:1000至10:1之間、1:500至10:1之間、1:100至7:1之間和1:50至5:1之間。應(yīng)該理解梯度區(qū)域可以超出該范圍的Li金屬與Li3N的摩爾比。例如，梯度區(qū)域可以包括具有這樣的摩爾比的部分(例如，具有至少0.005微米和/或本文中描述的其他值的厚度)，并且包括超出該范圍的其他部分。制品100可以單獨(dú)制備，或者與本文中描述的其他組件結(jié)合制備。在一些情況下，使用制品100代替圖1或圖2中示出的電活性層20。在一組實(shí)施方案中，可以使用復(fù)合結(jié)構(gòu)115代替本文中描述的電活性層20和保護(hù)結(jié)構(gòu)30二者。例如，在一組實(shí)施方案中，復(fù)合結(jié)構(gòu)115可以包括與第二側(cè)125相鄰的電解質(zhì)40。在其他情況下，保護(hù)結(jié)構(gòu)30可以與第二側(cè)125相鄰安置，使得制品包括第一保護(hù)結(jié)構(gòu)140和第二保護(hù)結(jié)構(gòu)30。也可以為其他構(gòu)造和復(fù)合結(jié)構(gòu)115的其他使用。在一組具體的實(shí)施方案中，可以使用復(fù)合結(jié)構(gòu)115代替圖1和/或圖2中的電活性層20，保護(hù)結(jié)構(gòu)30可以為施加到復(fù)合結(jié)構(gòu)的第二側(cè)125的表面的薄層聚合物。如在下面更詳細(xì)的描述的，如果在單離子傳導(dǎo)層中存在孔，則可以使用聚合物填充單離子傳導(dǎo)層的這樣的孔。在一些情況下，施加聚合物使得單離子傳導(dǎo)材料的孔被至少部分填充，更多的聚合物沉積在單離子傳導(dǎo)材料的之上作為薄層。在其他實(shí)施方案中，例如，在第二側(cè)125處，施加聚合物以填充單離子傳導(dǎo)材料層中的孔的全部或部分，但是未沉積足夠的聚合物以形成在該表面處的聚合物的可識(shí)別的層。使用聚合物填充單離子傳導(dǎo)材料的孔的優(yōu)點(diǎn)(如果存在這些孔)在下面更詳細(xì)地描述并且描述在于2006年4月6日提交的美國(guó)專利第7771870號(hào)中，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并到本文中。在某些實(shí)施方案中，保護(hù)結(jié)構(gòu)例如多層結(jié)構(gòu)也可以與復(fù)合結(jié)構(gòu)115結(jié)合使用。盡管圖3示出了梯度部分150和電活性部分130，但是在其他實(shí)施方案中，可以不存在電活性部分或者可以以小于復(fù)合結(jié)構(gòu)的20wt％、15wt％、10wt％、5wt％、或2wt％存在?？梢允褂眠@樣的結(jié)構(gòu)用作例如電極前體。在一些這樣的實(shí)施方案中，第一側(cè)120可以與用于操作該制品的基底載體相鄰。為了形成保護(hù)電極，可以在整個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)上電鍍電活性材料以在基底與保護(hù)結(jié)構(gòu)之間形成電活性部分(或者如果在初始復(fù)合結(jié)構(gòu)中存在一些電活性材料，則形成較大電活性部分)。如上所述，在某些現(xiàn)有的電化學(xué)系統(tǒng)中，通過(guò)在電活性層上添加一種或更多種保護(hù)層以防止電活性層與電解質(zhì)中物質(zhì)之間的直接接觸解決了與電活性層(例如，鋰金屬)的反應(yīng)相關(guān)聯(lián)的一些問(wèn)題。因?yàn)橛糜谛纬梢环N或更多種保護(hù)層的某些方法可能涉及導(dǎo)致在保護(hù)層的形成期間與鋰金屬表面的不期望的反應(yīng)的條件，所以可以首先利用鈍化膜涂覆鋰金屬層，例如臨時(shí)保護(hù)層或等離子體處理層，然后在該膜之上形成保護(hù)層。鈍化膜通常為具有在陽(yáng)極的制造期間用作保護(hù)層，而在電池的循環(huán)期間不用作保護(hù)層的目的的薄層。也就是說(shuō)，鈍化膜通常被認(rèn)為是不適于在電池的循環(huán)期間長(zhǎng)期保護(hù)電活性層。在本發(fā)明的各方面的上下文中本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在一些實(shí)施方案中，可以在沒(méi)有首先形成的鈍化膜的情況下，通過(guò)在鋰金屬上形成保護(hù)層的單一步驟來(lái)代替首先形成薄鈍化層然后在該膜之上形成保護(hù)結(jié)構(gòu)的兩步過(guò)程。這樣的方法可以用于形成在本文中描述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，例如在圖3中說(shuō)明性示出的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，該方法涉及向電活性材料(例如，鋰金屬)施加氣體的等離子體以引起等離子體中的電離的物質(zhì)與電活性材料之間的反應(yīng)，從而形成陶瓷層。有利地，與用于形成保護(hù)層的某些現(xiàn)有方法相比，在該過(guò)程中可以相對(duì)快地形成陶瓷層。陶瓷層可以用作保護(hù)層以防止在電化學(xué)電池中電活性材料與電解質(zhì)中存在的物質(zhì)之間的直接接觸。在待被電離的氣體源(例如，含氮?dú)怏w，如N2(g))存在下，可選地在電活性材料的蒸氣源(例如，鋰沉積源)存在下，等離子體可以通過(guò)任意合適過(guò)程來(lái)形成。在一些實(shí)施方案中，利用以特定的網(wǎng)速度穿過(guò)源的支承基底的網(wǎng)，源可以被定位在真空室處或定位在真空室中。形成保護(hù)層的方法可以包括例如提供移動(dòng)的基底并且使基底移動(dòng)穿過(guò)電離的氣體源。電離的氣體源的特征可以在于通過(guò)其發(fā)出氮?dú)獾膰娮旌陀糜谛纬傻入x子體的組分。可選地，可以包括鋰蒸氣源(例如，通過(guò)其發(fā)出鋰蒸氣的噴嘴)。該方法可以包括使電離的氣體凝聚到基底上(可選地在鋰蒸氣存在下)以例如，通過(guò)使電離的氮?dú)馀c基底表面(例如，電活性材料表面)反應(yīng)在基底上形成反應(yīng)產(chǎn)物。這個(gè)過(guò)程在本文中被稱為等離子體轉(zhuǎn)化過(guò)程。該方法可以任選地包括(例如，同時(shí)具有等離子體轉(zhuǎn)化過(guò)程)，使電離的氮?dú)馀c可選的鋰蒸氣反應(yīng)，在本文中稱為等離子體沉積過(guò)程。在將氣體等離子體施加到電活性材料表面期間，在電活性材料的表面上可以形成電離的物質(zhì)與電活性材料之間的反應(yīng)產(chǎn)物。例如，包括電離的氮?dú)獾牡入x子體可以用于與鋰表面反應(yīng)以形成氮化鋰層。隨著等離子體被持續(xù)施加到表面，在該表面處的反應(yīng)產(chǎn)物層的厚度增加。從而，反應(yīng)產(chǎn)物可以從電活性材料層的一側(cè)生長(zhǎng)到電活性材料層的內(nèi)部。反應(yīng)產(chǎn)物可以在該層的一側(cè)上具有最高濃度，例如，以如本文中所描述的梯度的形式，朝該層的相反側(cè)反應(yīng)產(chǎn)物的濃度逐漸降低。將表面，例如電活性材料表面(例如，鋰金屬表面)暴露于包含反應(yīng)氣體的等離子體的方法可以使得能夠形成如在本文中所描述的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，所得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以包括電活性材料和反應(yīng)產(chǎn)物(例如，在電活性材料與反應(yīng)氣體之間的反應(yīng)產(chǎn)物)二者，該反應(yīng)產(chǎn)物可以用作如本文中所描述的保護(hù)層。在一些這樣的實(shí)施方案中，作為復(fù)合結(jié)構(gòu)的一部分的反應(yīng)產(chǎn)物的厚度大于1微米(例如，大于1.5微米、大于2微米、大于3微米、大于5微米、或大于7微米)。用于在電活性材料層之上形成保護(hù)層的某些現(xiàn)有方法包括電子束蒸鍍和磁控濺射。然而，這些方法通常不用于形成厚度大于1微米的反應(yīng)產(chǎn)物的層，這是因?yàn)橛糜谏虡I(yè)目的形成速率太低(例如，比本文中所描述的某些方法低100至200)。如本文所描述的，在某些實(shí)施方案中，向電活性材料(例如，鋰金屬)的層施加包含電離的氣體的等離子體的方法可以在電活性材料的蒸氣(例如，鋰蒸氣)存在下發(fā)生。在一些這樣的實(shí)施方案中，除了電活性材料的表面被轉(zhuǎn)化為與電離氣體的反應(yīng)產(chǎn)物之外，可以通過(guò)電活性材料蒸氣與等離子體中的電離氣體之間的反應(yīng)形成更多的反應(yīng)產(chǎn)物。也就是說(shuō)，當(dāng)電活性材料蒸氣和等離子體中的電離的氣體到達(dá)下面的表面時(shí)，可以在表面處形成(例如，沉積)這些材料的反應(yīng)產(chǎn)物。在等離子體轉(zhuǎn)化過(guò)程和/或沉積過(guò)程期間可以使用任何合適的溫度和壓力。通常，在溫度低于下面的基底的熔點(diǎn)溫度下進(jìn)行該過(guò)程。在一些實(shí)施方案中，溫度可以是，例如，小于180℃、小于150℃、小于120℃、小于100℃、小于80℃、小于60℃、或小于40℃。在某些實(shí)施方案中，溫度可以大于40℃、大于60℃、大于80℃、大于100℃、大于120℃或大于150℃。也可以為其它溫度。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，等離子體轉(zhuǎn)化過(guò)程和/或沉積過(guò)程在真空條件下發(fā)生，但是也可以是涉及在大氣壓下的等離子體的方法。在一些實(shí)施方案中，該過(guò)程發(fā)生在小于10托、小于5托、小于1托、小于0.5托、小于0.1托、小于0.05托、小于0.01托、或小于0.005托的壓力下。在某些實(shí)施方案中，壓力為大于10-6托、大于10-5托、大于10-4托、或大于10-3托。也可以是其他壓力。也可以是上面提到的范圍的組合。在另一組實(shí)施方案中，用于形成保護(hù)層的方法包括提供一種包括基底和與基底相鄰的電活性材料層(例如，鋰金屬)的制品。該方法包括：在合適的條件下將電活性材料層暴露于氣體以在電活性材料層的表面處與電活性材料反應(yīng)。在一組實(shí)施方案中，在這樣的過(guò)程中不使用等離子體。在一些實(shí)施方案中，在這樣的過(guò)程中不使用真空。電活性材料層的全部或一部分可以通過(guò)該方法被轉(zhuǎn)化為保護(hù)層。例如，電活性材料可以是鋰金屬，氣體可以是氮?dú)?，在合適的溫度和壓力下，可以在鋰金屬表面上形成氮化鋰層。在某些情況下，保護(hù)層(例如，氮化鋰層)的厚度可以是，例如，至少0.2微米、至少0.5微米、至少1微米、至少1.5微米、至少2微米、至少3微米、至少5微米、或至少10微米。也可以為其它厚度?？梢栽谌魏魏线m的溫度和壓力下實(shí)現(xiàn)保護(hù)層的形成。在某些情況下，該方法(例如，將電活性材料轉(zhuǎn)化成保護(hù)層如陶瓷的過(guò)程)可以在如下壓力下進(jìn)行：例如，至少1Pa、至少10Pa、至少100Pa、至少0.001Pa、至少0.01MPa、至少0.05MPa、至少1MPa、至少5MPa、至少10MPa、至少15MPa、或至少20MPa。在某些實(shí)施方案中，該方法可在小于0.01MPa、小于0.05MPa、小于1MPa、小于5MPa、或小于10MPa、小于15MPa、或小于20MPa的壓力下進(jìn)行。也可以為其他壓力。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，形成保護(hù)層期間的溫度可以在-40℃與181℃之間。在某些情況下，溫度可以大于-40℃、大于-20℃、大于0℃、大于20℃、大于40℃、大于60℃、大于80℃、大于100℃、大于120℃、大于140℃、或大于160℃。在某些實(shí)施方案中，溫度為小于180℃、小于160℃、小于140℃、小于120℃、小于100℃、小于80℃、小于60℃、小于40℃、小于20℃、小于0℃、或小于-20℃。可以為其它溫度。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，本文中描述的方法可以使得能夠在表面處以特定的平均速率形成反應(yīng)產(chǎn)物(其中該反應(yīng)產(chǎn)物用作如本文中所描述的保護(hù)層)。例如，可以在大于1微米/10小時(shí)、大于1微米/5小時(shí)、大于1微米/3小時(shí)、大于1微米/2小時(shí)、大于1微米/1小時(shí)、大于1微米/30分鐘、大于1微米/15分鐘、大于1微米/10分鐘、大于1微米/5分鐘、或者大于1微米/2分鐘平均速率下形成保護(hù)層(例如，厚度為至少1微米、至少1.5微米、至少2微米、至少3微米、至少5微米、或至少7微米)。在一些實(shí)施方案中，速率可以小于1微米/分鐘、小于1微米/2分鐘、或小于1微米/10分鐘。也可以為其他速率。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，形成反應(yīng)產(chǎn)物的速率可以取決于下面的用于支承制品或基底的線或網(wǎng)的網(wǎng)速度(例如，用于某些等離子沉積工藝)。用于形成厚度為至少1微米(例如、至少1.5微米、至少2微米、至少3微米、至少5微米、或至少7微米)的保護(hù)層的網(wǎng)速度可以為例如，大于0.1m/min、大于0.5m/min、大于1m/min、大于5m/min、大于7m/min、大于10m/min、大于12m/min、大于15m/min、或大于20m/min。在某些情況下，網(wǎng)速度的速率小于50m/min、小于30m/min、小于20m/min、小于15m/min、小于10m/min、或小于5m/min。也可以為其他速率。也可以為上面提到的范圍的組合。在本文中所描述的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，電活性層全部或部分可以被轉(zhuǎn)化為保護(hù)層。例如，在一些情況下，至少1wt％、至少5wt％、至少10wt％、至少15wt％、至少20wt％、至少30wt％、至少40wt％、至少50wt％、至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％、至少95wt％、或100wt％的電活性層的可以被轉(zhuǎn)化為保護(hù)材料(例如，基于轉(zhuǎn)化前的電活性層的重量)。在一些情況下，小于100wt％、小于95wt％、小于90wt％、小于80wt％、小于70wt％、小于60wt％、小于50wt％、小于40wt％、小于30wt％、小于20wt％、小于15wt％、小于10wt％、小于5wt％，或小于1wt％的初始電活性層可以被轉(zhuǎn)化為保護(hù)材料。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，電活性材料的全部或基本上全部被轉(zhuǎn)化為保護(hù)材料，可以形成包括基底和保護(hù)材料的制品。為了形成包括電活性材料的電極，可以在隨后可選的過(guò)程中在基底與保護(hù)層之間沉積電活性材料。在某些實(shí)施方案中，可以使用電鍍工藝以在基底與保護(hù)層之間形成電活性材料層。在一組具體的實(shí)施方案中，可以使用電鍍工藝以增加在基底與保護(hù)層之間已經(jīng)存在的電活性層的厚度。用于在整個(gè)保護(hù)層上電鍍電活性層的過(guò)程更詳細(xì)地描述在于2011年6月17日提交的題為“PlatingTechniqueforElectrode”的美國(guó)申請(qǐng)第61/498339號(hào)中，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并到本文中?，F(xiàn)在更詳細(xì)地描述與圖1至圖3相關(guān)聯(lián)的各個(gè)組件。應(yīng)該理解，不是在圖1至圖3中示出的所有組件都需要存在于本文描述的制品中。此外，制品(例如電化學(xué)電池)和電化學(xué)電池的前體可以包括未在圖1至圖3中示出的附加組件。除圖1至圖3中示出組件之外，制品還可以包括組件的其它構(gòu)造和布置。在一些實(shí)施方案中，施加到本申請(qǐng)中所描述的電化學(xué)電池中的一個(gè)或更多個(gè)力可以減少電池的電極表面的不規(guī)則或粗糙化，從而提高性能。在一些情況下，所述力可以包括相對(duì)于電化學(xué)電池的陽(yáng)極的活性表面具有法向分量的各向異性力。在本文中所描述的實(shí)施方案中，電化學(xué)電池(例如，可再充電電池)可以經(jīng)受充電/放電循環(huán)，其涉及在充電時(shí)在陽(yáng)極表面上的金屬(例如，在下面描述的鋰金屬或其它活性材料)的沉積以及在放電時(shí)在陽(yáng)極表面上的金屬的反應(yīng)，其中金屬?gòu)年?yáng)極表面擴(kuò)散。在陽(yáng)極上沉積金屬的均勻性可以影響電池性能。例如，當(dāng)鋰金屬?gòu)年?yáng)極移除和/或在陽(yáng)極上再沉積，在某些情況下，這可能導(dǎo)致不平坦的表面，例如，在再沉積時(shí)，鋰金屬可以不均勻地沉積，從而形成粗糙表面。粗糙化表面可以增加可用于可能導(dǎo)致降循環(huán)壽命和/或差的電池性能的不期望化學(xué)反應(yīng)的鋰金屬的量。根據(jù)本文中所描述的實(shí)施方案，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)向電化學(xué)電池施加的力減少了這樣的行為并提高了電池的循環(huán)壽命和/或性能。在一些實(shí)施方案中，如在圖1和圖2中說(shuō)明性示出的，在制品的形成和/或使用期間向制品施加相對(duì)于制品的表面具有法向分量的各向異性力。例如，沿著箭頭81的方向施加的力，其中箭頭82示出了垂直于圖1中的制品10的表面20’或圖2中示出的電化學(xué)電池12的力的分量。在彎曲表面(例如凹表面或凸表面)的情況下，在施加力的點(diǎn)處，所述力可以包括相對(duì)于與彎曲表面相切的平面具有法向分量的各向異性力。在一些實(shí)施方案中，在形成電極期間的至少一段時(shí)間內(nèi)，施加相對(duì)于電極或電化學(xué)電池的表面具有法向分量的各向異性力。在某些實(shí)施方案中，在充電(和/或放電)期間的至少一段時(shí)間內(nèi)，施加相對(duì)于電極或電化學(xué)電池的表面具有法向分量的各向異性力。在其他實(shí)施方案中，在電化學(xué)電池的使用期間(例如，在充電和/或放電期間)的至少一段時(shí)間內(nèi)，施加相對(duì)于電極或電化學(xué)電池的表面具有法向分量的各向異性力。在一些實(shí)施方案中，可以持續(xù)地、在一段時(shí)間內(nèi)、或在持續(xù)時(shí)間和/或頻率可以變化的多個(gè)時(shí)間段內(nèi)施加力。在一些情況下，可以在可選地分布在組件的整個(gè)表面(或至少50％、60％、70％、80％、90％、或95％的表面區(qū)域)上的一個(gè)或更多個(gè)預(yù)先確定的位置處施加各向異性力。在一些情況下，可以向組件的100％的表面區(qū)域施加各向異性力。在一些實(shí)施方案中，在組件的表面上均勻地施加各向異性力。“各向異性力”以在本領(lǐng)域中具有的普通含義給出并且指的是在所有方向均不相等的力。在所有方向均相等的力為例如在流體或材料內(nèi)的流體或材料的內(nèi)部壓力，例如物體的內(nèi)部氣體壓力。在所有方向均不相等的力的實(shí)例包括指向特定方向的力，例如在桌子上的物體經(jīng)由重力而施加在桌子上的力。各向異性力的另一實(shí)例包括通過(guò)在物體周邊周圍布置的帶狀物所施加的力。例如，橡膠帶或螺絲扣可以在周圍被其覆蓋的物體的周邊周圍施加力。然而，帶狀物不能在物體的未與帶狀物接觸的外部表面的任意部分施加任意方向的力。此外，當(dāng)帶狀物沿著第一軸線擴(kuò)展到大于第二軸線的程度時(shí)，與在平行于第二軸線的方向施加的力相比，帶狀物沿著平行于第一軸線的方向施加的力可以更大。相對(duì)于表面(例如陽(yáng)極的活性表面)具有“法向分量”的力可以被以本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的普通含義給出，其包括例如至少部分地以基本上垂直于表面的方向施加到其本身的力。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解這些術(shù)語(yǔ)的其他實(shí)例，尤其是應(yīng)用在本文獻(xiàn)的說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)。在一些實(shí)施方案中，各向異性力可以被施加為以使得在限定電化學(xué)電池的橫截面的平面內(nèi)的力的大小沿著所有方向基本相等，但在平面外方向的力的大小基本不等于在平面內(nèi)力的大小。在一組實(shí)施方案中，在電池的充電和/或放電期間的至少一段時(shí)間內(nèi)，可以將本文所描述的電池構(gòu)造和布置成施加相對(duì)于陽(yáng)極的活性表面具有法向分量的各向異性力。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可理解其含義。在這樣的布置中，電池可以形成為容器的一部分，容器憑借通過(guò)由于電池本身的一個(gè)或更多個(gè)部分的膨脹或收縮，在電池的組合期間或之后施加、或在電池的使用期間施加“負(fù)載”來(lái)施加這樣的力。在一些實(shí)施方案中，所施加的力的大小足夠大以增強(qiáng)電化學(xué)電池的性能。在一些情況下，陽(yáng)極活性表面、各向異性力(可選地與本文中描述的其他組件例如包括聚合物凝膠和/或保護(hù)層的電解質(zhì))可以被一起選擇成使得各向異性力影響陽(yáng)極活性表面的表面形態(tài)以抑制通過(guò)充電和放電的陽(yáng)極活性表面積的增加，其中在不存在各向異性力但其他方面基本相同的條件下，通過(guò)充電和放電循環(huán)陽(yáng)極活性表面積較大程度的增加。在上下文中，“基本相同的條件”是指除了力的施加和/或大小之外其他條件均類似或相同的條件。例如，其他相同條件可以指相同的電池，但是該電池不被構(gòu)造為(例如，通過(guò)支架或其他連接件)向主體電池施加各向異性力?？梢灾辽俨糠值馗鶕?jù)如下條件來(lái)選擇各向異性力的大?。核纬傻幕虼纬傻碾娀钚詫拥牟牧辖M成(例如這是因?yàn)橐部梢栽趯拥男纬善陂g和之后，向電活性層施加力)、電活性材料的屈服強(qiáng)度、和/或待用于電化學(xué)電池中的電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度。例如，在電活性層的表面是相對(duì)較軟的情況下，垂直于電活性層的表面的力的分量可以被選擇為較低。在電活性層(和/或電解質(zhì)層)的表面是較硬的情況下，垂直于電活性層的表面的力的分量可以較大。那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地利用已知或可預(yù)測(cè)的性能來(lái)選擇陽(yáng)極材料、合金、混合物等，或者容易地測(cè)試這樣表面的硬度或柔軟度，并且容易地選擇電池構(gòu)造技術(shù)和布置以提供適當(dāng)?shù)牧?lái)實(shí)現(xiàn)本文所述的內(nèi)容。可以例如通過(guò)以下過(guò)程來(lái)來(lái)完成簡(jiǎn)單的測(cè)試：例如，布置一系列的活性材料，其中每個(gè)活性材料均具有垂直于電活性層的表面施加的一系列的力(或?qū)﹄娀钚詫拥谋砻婢哂蟹ㄏ蚍至康囊幌盗械牧?以在沒(méi)有電池循環(huán)(用于在電池循環(huán)期間的所選擇組合的預(yù)測(cè))或在電池循環(huán)的情況下，利用與選擇相關(guān)的結(jié)果的觀察來(lái)確定在表面上的力的形態(tài)影響。垂直于電極或電化學(xué)電池的表面的各向異性力的分量可以將壓力限定為例如2牛頓/平方厘米至200牛頓/平方厘米(例如2牛頓/平方厘米至100牛頓/平方厘米、10牛頓/平方厘米至100牛頓/平方厘米、20牛頓/平方厘米至150牛頓/平方厘米、49牛頓/平方厘米至117.6牛頓/平方厘米、68.6牛頓/平方厘米至98牛頓/平方厘米、50牛頓/平方厘米至150牛頓/平方厘米或每50牛頓平方厘米至100牛頓/平方厘米)。在一些實(shí)施方案中，垂直于電極或電化學(xué)電池的表面的各向異性力的分量可以例如將壓力限定為如下：至少4.9牛頓/平方厘米、至少5牛頓/平方厘米、至少9.8牛頓/平方厘米、至少10牛頓/平方厘米、至少14.7牛頓/平方厘米、至少15牛頓/平方厘米、至少19.6牛頓/平方厘米、至少20牛頓/平方厘米、至少24.5牛頓/平方厘米、至少25牛頓/平方厘米、至少29.4牛頓/平方厘米、至少30牛頓/平方厘米、至少34.3牛頓/平方厘米、至少39牛頓/平方厘米、至少40牛頓/平方厘米、至少45牛頓/平方厘米、至少49牛頓/平方厘米、至少50牛頓/平方厘米、至少60牛頓/平方厘米、至少70牛頓/平方厘米、至少75牛頓/平方厘米、至少78牛頓/平方厘米、至少85牛頓/平方厘米、至少98牛頓/平方厘米、至少100牛頓/平方厘米、至少105牛頓/平方厘米、至少110牛頓/平方厘米、至少115牛頓/平方厘米、至少117.6牛頓/平方厘米、至少120牛頓/平方厘米、至少125牛頓/平方厘米、至少130牛頓/平方厘米、至少135牛頓/平方厘米、至少140牛頓/平方厘米、至少145牛頓/平方厘米、或至少147牛頓/平方厘米、至少150牛頓/平方厘米、至少155牛頓/平方厘米、至少160牛頓/平方厘米、至少170牛頓/平方厘米、至少180牛頓/平方厘米、至少190牛頓/平方厘米、或至少200牛頓/平方厘米。在一些實(shí)施方案中，垂直于電極或電化學(xué)電池的表面的各向異性力的分量可以例如將壓力限定為如下：小于200牛頓/平方厘米、小于196牛頓/平方厘米、小于180牛頓/平方厘米、小于170牛頓/平方厘米、小于160牛頓/平方厘米、小于150牛頓/平方厘米、小于147牛頓/平方厘米、小于140牛頓/平方厘米、小于130牛頓/平方厘米、小于120牛頓/平方厘米、小于117.6牛頓/平方厘米、小于100牛頓/平方厘米、小于98牛頓/平方厘米、小于90牛頓/平方厘米、小于80牛頓/平方厘米、小于70牛頓/平方厘米、小于60牛頓/平方厘米、小于50牛頓/平方厘米、小于49牛頓/平方厘米、小于25牛頓/平方厘米、小于24.5牛頓/平方厘米、小于10牛頓/平方厘米、或小于9.8牛頓/平方厘米。也可以為其他范圍以及上面提到的范圍的組合(例如至少50牛頓/平方厘米并且小于100牛頓/平方厘米的壓力)。在一些實(shí)施方案中，垂直于電極或電化學(xué)電池的表面的各向異性力的分量可以將壓力限定為陽(yáng)極活性材料(例如鋰)的屈服強(qiáng)度的如下倍數(shù)：至少0.5倍、至少0.7倍、至少1.0倍、1.25倍、至少1.5倍、至少1.75倍、至少2.0倍、至少2.5倍或至少3.0倍?？梢匀菀椎厮愠鲞@樣的大小，這是因?yàn)榍?qiáng)度是材料的固有屬性。如在本文中所描述的，在一些實(shí)施方案中，施加到制品的力可以和與電化學(xué)電池一起使用的電解質(zhì)層(例如，聚合物凝膠)的屈服強(qiáng)度相當(dāng)。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度大于施加到制品的壓力(例如，施加到制品的壓力的法向分量)使得電解質(zhì)層在所施加的壓力下基本上不變形。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度可以大于可以施加到制品的壓力(例如，施加到制品的壓力的法向分量)的1倍、1.2倍、1.5倍、1.7倍、2倍、2.5倍、3倍、4倍、5倍、7倍或10倍。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層的屈服強(qiáng)度可以小于可以施加到制品的壓力(例如，施加到制品的壓力的法向分量)的500倍、200倍、100倍、75倍、50倍、30倍、20倍、10倍或5倍。也可以為上述范圍的組合。雖然本文通常分別以牛頓和牛頓每單位面積的單位來(lái)描述力和壓力，但是也可以分別以千克力和千克力每單位面積的單位來(lái)表示力和壓力。本領(lǐng)域的技術(shù)人員或普通技術(shù)人員將熟悉基于千克力的單位，并且應(yīng)該理解，1千克力相當(dāng)于約9.8牛頓。在一些情況下，施加至電池的一個(gè)或更多個(gè)力可以具有不垂直于陽(yáng)極的活性表面的分量。例如，在圖1中，力84不垂直于陽(yáng)極活性表面20’。在一組實(shí)施方案中，所有施加的各向異性力沿著垂直于陽(yáng)極活性表面的方向的分量的總和大于沿著不垂直于陽(yáng)極活性表面的方向的分量的總和。在一些實(shí)施方案中，所有施加的各向異性力的沿著垂直于陽(yáng)極活性表面的方向的分量的總和比沿著平行于陽(yáng)極活性表面的方向的分量的任何總和大至少5％、至少10％、至少20％、至少35％、至少50％、至少75％、至少90％、至少95％、至少99％、或至少99.9％。在一些實(shí)施方案中，陰極和陽(yáng)極具有屈服應(yīng)力，其中陰極和陽(yáng)極中的一個(gè)的有效屈服應(yīng)力大于其他的屈服應(yīng)力，使得垂直于陽(yáng)極的活性表面和陰極的活性表面之一的表面所施加的各向異性力導(dǎo)致陽(yáng)極和陰極之一的表面形態(tài)受到影響。在一些實(shí)施方案中，垂直于陽(yáng)極活性表面的各向異性力的分量為陽(yáng)極材料的屈服應(yīng)力的約20％至約200％，為陽(yáng)極材料的屈服應(yīng)力的約50％至約120％，為陽(yáng)極活性材料的屈服應(yīng)力的約80％至約120％、為陽(yáng)極活性材料的屈服應(yīng)力的約80％至約100％、為陽(yáng)極活性材料的屈服應(yīng)力的約100％至約300％、為陽(yáng)極活性材料的屈服應(yīng)力的約100％至約200％、或?yàn)殛?yáng)極活性材料的屈服應(yīng)力的約100％至約120％?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的任何方法來(lái)施加本文所描述的各向異性力。在一些實(shí)施方案中，可以使用壓縮彈簧來(lái)施加力。例如，參見(jiàn)圖2，電化學(xué)電池12可以位于可選的密閉容器結(jié)構(gòu)90中以產(chǎn)生具有沿著箭頭82的方向的分量的力，密閉容器結(jié)構(gòu)90具有位于容器結(jié)構(gòu)的表面91和相鄰壁之間的一個(gè)或更多個(gè)壓縮彈簧。在一些實(shí)施方案中，可以通過(guò)使一個(gè)或更多個(gè)壓縮彈簧位于容器結(jié)構(gòu)的外部以使得彈簧位于容器結(jié)構(gòu)的外表面92和另一表面之間(例如桌面、另一容器結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面、相鄰電池等)來(lái)施加力?？梢允褂闷渌?無(wú)論在容器結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或外部)來(lái)施加力，所述其他元件包括但不限于貝氏彈簧墊圈(Bellevillewasher)、機(jī)械螺釘、氣動(dòng)裝置和/或重量裝置等。在一些情況下，在電池插入容器結(jié)構(gòu)之前，可以將電池預(yù)壓縮，并且當(dāng)將電池插入容器結(jié)構(gòu)時(shí)，電池就可以膨脹以在電池上產(chǎn)生凈力。例如，如果電池能夠承受相對(duì)較高的壓力變化，那么這樣的布置可以是有利的。在這樣的實(shí)施方案中，容器結(jié)構(gòu)可以包括相對(duì)較高的強(qiáng)度(例如至少約100MPa、至少約200MPa、至少約500MPa、或至少為約1GPa)。此外，容器結(jié)構(gòu)可以包括相對(duì)較高的彈性模量(例如至少約10GPa、至少約25GPa、至少約50GPa、或者至少約100GPa)。容器結(jié)構(gòu)可以包括例如鋁、鈦、或任意其他合適的材料。在一些情況下，可以將本文所描述的任何力施加至在堆疊體中的多個(gè)電化學(xué)電池(例如制品)。如本文所用的，電化學(xué)電池的“堆疊體”用來(lái)指的是其中以基本上電池重復(fù)模式布置的多個(gè)電池的構(gòu)造，例如，放置在彼此之上。在一些情況下，電池可以被放置為使得在堆疊體中的每個(gè)電池的至少一個(gè)表面基本上平行于堆疊體中每個(gè)另一電池的至少一個(gè)表面，例如一個(gè)電池的一個(gè)特定組件(例如陽(yáng)極)的表面基本上平行于每個(gè)另一電池的相同組件的相同表面。在一些實(shí)施方案中，電池可以彼此直接接觸，而在一些情況下，在堆疊體中的電池之間可以放置有一個(gè)或更多個(gè)間隔物。電化學(xué)電池的堆疊體可以包括任意適當(dāng)數(shù)目的電池(例如，至少2個(gè)、至少3個(gè)、至少5個(gè)、至少10個(gè)、至少25個(gè)、至少100個(gè)電池或更多)。在一些實(shí)施方案中，收縮元件可以圍繞制品或制品的堆疊體的至少一部分。在一些情況下，收縮元件可以被構(gòu)造和布置成以施加相對(duì)于在制品或制品的堆疊體內(nèi)的至少一個(gè)表面具有法向分量的各向異性力，所述法向分量限定具有本文所描述的大小的壓力。在一些實(shí)施方案中，收縮元件可以包括帶狀物(例如彈性帶、螺旋帶等)。在一些實(shí)施方案中，可以通過(guò)例如粘合劑、釘子、夾具、螺旋扣或任意其他適當(dāng)?shù)姆椒▽钗锕潭ㄖ林破坊蚨询B體。在一些情況下，帶狀物包括螺旋帶(例如Kevlar螺旋帶)，通過(guò)緊固帶和加固螺旋扣來(lái)施加力。在一些情況下，帶狀物為連續(xù)的彈性帶。在一些情況下，在彈性帶被拉伸并放置在制品周圍之后，可以經(jīng)由帶狀物的彈性收縮來(lái)施加力。作為具體的實(shí)例，可以通過(guò)如下方法來(lái)安裝帶狀物：在低于馬氏體相變溫度下將帶材料冷卻并且將帶塑性變形(例如經(jīng)由拉伸)以完全套在制品或制品的堆疊體上。當(dāng)返回到操作溫度時(shí)，帶狀物然后就可以收縮到其先前形成的形狀，通過(guò)這樣帶狀物可以施加力。收縮元件可以包括具有產(chǎn)生所期望的力所需要的彈性量的任何適當(dāng)?shù)牟牧?。可以使彈性材料的?shí)心帶按規(guī)定尺寸制造使得其在施加到制品的外表面時(shí)提供所需的外部壓力。在一些情況下，收縮元件可以包括聚合物材料。收縮元件可包括例如392(由德國(guó)BayerMaterialScience,Leverkusen制造的聚酯型聚氨酯)、(由TheLubrizolCorporation,Wickliffe,Ohio制造的工程化聚合物)、(由DuPont,Wilmington,Delaware制造的合成纖維)等。在一些實(shí)施方案中，收縮元件可以包括形狀記憶合金(例如鎳鈦合金(NiTi))，其可以根據(jù)材料暴露的溫度變化而膨脹和收縮。在一些情況下，收縮元件可以包括如收縮包覆管，例如聚酯膜和/或織物。在一些實(shí)施方案中，用于將力施加到制品或制品的堆疊體的元件(例如收縮元件、膨脹元件等)的質(zhì)量密度是相對(duì)較低的。通過(guò)使用具有相對(duì)低的質(zhì)量密度的元件，制品或制品的堆疊體的能量密度和特定能量可以保持相對(duì)較高。在一些實(shí)施方案中，用于向制品或制品的堆疊體施加力的元件的質(zhì)量密度為小于10g/cm3、小于5g/cm3、小于3g/cm3、小于1g/cm3、小于0.5g/cm3、小于0.1g/cm3、0.1g/cm3至10g/cm3、0.1g/cm3至5g/cm3、或0.1g/cm3至3g/cm3。在一些實(shí)施方案中，壓力分布組件可以被包括在制品和另一制品之間或者制品和收縮元件之間。這樣的壓力分布組件可以使得均勻的力被施加在整個(gè)制品或制品的堆疊體。壓力分布組件的實(shí)例包括端蓋和間隔物。于2009年8月4日提交的被公布為美國(guó)公開(kāi)第2010/0035128號(hào)的題為“ApplicationofForceInElectrochemicalCells”的美國(guó)專利申請(qǐng)系列第12/535,328號(hào)中詳細(xì)描述了涉及將力施加至制品或制品的堆疊體的這些組件和其他組件。壓力分布組件和收縮元件不限于扁平電池的幾何形狀，在一些情況下，壓力分布組件和收縮元件可以被用于將力施加至圓柱狀的制品(例如電化學(xué)電池)、棱柱狀制品(例如三角形棱柱體、矩形棱柱體等)、或其他形狀的制品。例如，在一些實(shí)施方案中，相同的或不同的卷繞材料的一個(gè)或更多個(gè)包裹物可以被放置在制品的外表面上。在一些實(shí)施方案中，卷繞材料包括相對(duì)較高的強(qiáng)度。卷繞材料還可以具有相對(duì)較高的彈性模量。在一些情況下，收縮包覆管例如聚酯膜和織物。在一些情況下，收縮元件包括彈性材料，所述彈性材料被適當(dāng)調(diào)節(jié)尺寸以在彈性材料在制品的外表面上釋放之后提供所需的外部壓力。在一些實(shí)施方案中，制品可以包括在制品的內(nèi)部體積內(nèi)的膨脹元件(例如脹縮心軸)使得膨脹元件可以從制品的內(nèi)部體積向外輻射地施加力。在一些實(shí)施方案中，膨脹元件和收縮元件可以被構(gòu)造和布置為使得在制品的界限內(nèi)的力偏離在制品的界限內(nèi)的中間力小于30％、小于20％、小于10％、或小于5％。在一些實(shí)施方案中，可以通過(guò)如下方法實(shí)現(xiàn)這樣的力的分布：例如，對(duì)收縮和膨脹元件進(jìn)行選擇使得每單位面積的基本相等的內(nèi)部和外部的力施加至制品。在一些實(shí)施方案中，不是施加內(nèi)部壓力，而是外部壓力的施加可以與完美的繞組機(jī)械組合以實(shí)現(xiàn)在可以接受的范圍之內(nèi)的徑向壓力分布。例如，合適的表面夾繞組(例如使用軋輥)可以產(chǎn)生徑向壓力分布，所述壓力分布從在電池的內(nèi)徑處的107.9牛頓/cm2到在電池的外直徑處的0牛頓/cm2變化。收縮元件可以被構(gòu)造和布置以產(chǎn)生在內(nèi)徑處的0牛頓/cm2的力和在外徑處的78.5牛頓/cm2的力。這兩個(gè)分布的疊加可以導(dǎo)致具有±19.6牛頓/cm2變化的98牛頓/cm2的平均壓力施加。在一些實(shí)施方案中，壓力分布元件(例如端蓋、間隔物等)和用于將力施加到電池或電池的堆疊體的元件(例如帶狀物、心軸等)的總體積可以相對(duì)低。通過(guò)采用低體積，組件的能量密度可以保持相對(duì)較高。在一些情況下，壓力分布元件和用于向制品或制品的堆疊體施加力的元件的體積的總和占制品或制品的堆疊體的體積的百分比為小于10％、小于5％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.1％、0.1％至10％、0.1％至5％、0.1％至2％、或0.1％至1％。在一些情況下，在充電和放電期間，或在制品的形成期間(例如制品內(nèi)的層)，本文所述的制品可以改變尺寸(例如鼓脹)。當(dāng)選擇施加各向異性力的方法時(shí)，在一些實(shí)施方案中，選擇在充電和放電期間或形成期間，在制品改變形狀和/或尺寸時(shí)能產(chǎn)生相對(duì)較恒定的力的方法是所期望的。在一些情況下，該選擇可以類似于選擇具有較低有效彈簧常數(shù)的系統(tǒng)(例如“軟”彈簧)。例如，當(dāng)使用壓縮彈簧施加各向異性力時(shí)，相比于通過(guò)具有相對(duì)較高彈簧常數(shù)的彈簧所產(chǎn)生的力，具有相對(duì)較低彈簧常數(shù)的彈簧在充電/放電期間產(chǎn)生的各向異性力更恒定。在使用彈性帶的情況下，相比于通過(guò)具有相對(duì)較低彈性的帶狀物所產(chǎn)生的力，具有相對(duì)較高彈性的帶狀物在充電/放電期間產(chǎn)生的各向異性力更恒定。在使用機(jī)械螺釘來(lái)施加力的一些實(shí)施方案中，使用軟螺釘(例如黃銅、聚合物等)可以是有利的。在一些應(yīng)用中，例如，機(jī)械螺釘可以被選擇為覆蓋壓縮的所期望的范圍，但螺釘本身可以是軟的。在一些實(shí)施方案中，本文所描述的制品被放置在容器結(jié)構(gòu)中，由于制品對(duì)于容器結(jié)構(gòu)的膨脹，所以產(chǎn)生了具有相對(duì)于制品的表面的法向分量的各向異性力的至少一部分。在一些情況下，容器結(jié)構(gòu)為足夠剛硬的使得在制品的膨脹期間不會(huì)變形，從而產(chǎn)生施加在制品上的力。制品可以由于各種現(xiàn)象而鼓脹。例如，在一些情況下，制品可以經(jīng)受熱膨脹。在一些實(shí)施方案中，制品可以由于充電和/或放電而鼓脹。例如，在一些情況下，部分地或完全放電的電池可以被放置在容器結(jié)構(gòu)中。當(dāng)對(duì)放電的電池充電時(shí)，電池可以鼓脹。在其他實(shí)施方案中，膨脹可以由于制品內(nèi)的層(例如電活性層)的形成而發(fā)生。在這些情況下的膨脹可以被容器結(jié)構(gòu)的尺寸限制，導(dǎo)致各向異性力的施加。在一些情況下，制品可以由于制品的多孔組件吸入液體而鼓脹。例如，在一些實(shí)施方案中，可以在容器結(jié)構(gòu)中放置包括干式多孔層的制品。然后干式多孔層可以被浸泡(例如用液體電解質(zhì))。在一些情況下，電解質(zhì)的性質(zhì)(例如表面張力)和制品的性質(zhì)(例如多孔腔的大小)可以被選擇為使得當(dāng)制品被電解質(zhì)浸濕時(shí)能夠生成所期望水平的毛細(xì)管壓力。當(dāng)被浸濕時(shí)，制品會(huì)鼓脹，由此生成各向異性力。在平衡狀態(tài)下，通過(guò)容器結(jié)構(gòu)施加在制品上的各向異性力等于由毛細(xì)管壓力產(chǎn)生的力。本文所描述的容器結(jié)構(gòu)可以包括多種形狀，所述多種形狀包括但不限于圓柱狀、棱柱狀(例如三角形棱柱狀，矩形棱柱狀等)、立方體或任何其他形狀。在一些實(shí)施方案中，容器結(jié)構(gòu)的形狀被選擇為使得容器結(jié)構(gòu)的壁平行于制品的外表面。例如，在一些情況下，容器結(jié)構(gòu)可以包括圓柱體，所述容器結(jié)構(gòu)可以被用來(lái)例如包圍并包含圓筒狀的電解池。在其他情況下，容器結(jié)構(gòu)可以包括包圍類似形狀的棱柱狀電解池的棱柱體。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的方面涉及以下發(fā)現(xiàn)：相對(duì)于未施加力的基本相同的電極或電池中所使用的陽(yáng)極活性材料(例如鋰)和/或電解質(zhì)的量，本文所描述的力的施加可以使得在電極或電化學(xué)電池中能夠使用較少量的陽(yáng)極活性材料(例如鋰)和/或電解質(zhì)。在缺少本文所描述的所施加力的電池中，在一些情況下，在電池的充電-放電循環(huán)期間，陽(yáng)極活性材料(例如鋰金屬)可以被不均勻地再沉積在陽(yáng)極上，形成粗糙表面(例如“苔蘚”形態(tài))。在一些情況下，這可以導(dǎo)致涉及陽(yáng)極金屬的一個(gè)或更多個(gè)所不期望反應(yīng)的速率的增加。在大量充電-放電循環(huán)之后，這些所不期望的反應(yīng)可以穩(wěn)定和/或開(kāi)始自身抑制使得基本上沒(méi)有額外的陽(yáng)極活性材料被損耗并且電池可以利用剩余的活性材料工作。對(duì)于缺少本文所述的所施加的力的電池，僅在大量的陽(yáng)極活性材料已被消耗并且電池性能已劣化之后，才常常達(dá)到這種“穩(wěn)定”。因此，在未施加本文所述的力的一些情況下，相對(duì)較大量的陽(yáng)極活性材料和/或電解質(zhì)常常被并入電池以適應(yīng)在活性材料消耗期間的損失來(lái)保護(hù)電池性能。因此，本文所描述的力的施加可以減少和/或防止活性材料的損耗以使得可以不必需包括在電化學(xué)電池內(nèi)的大量的陽(yáng)極活性材料和/或電解質(zhì)。力的施加可以例如抑制“苔蘚”表面的擴(kuò)展。例如，可以在使用電池之前或在電池的壽命中的早期階段(例如小于15次、10次或5次充電-放電循環(huán))，將力施加至電池，使得可以在電池的充電或放電時(shí)實(shí)現(xiàn)活性材料的很少損耗或基本上無(wú)損耗。通過(guò)減少和/或消除對(duì)適應(yīng)在電池的充電-放電期間的活性材料的損失的需要，可以使用相對(duì)較少量的陽(yáng)極活性材料來(lái)制造如本文所描述的電極、電池和裝置。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及包括電化學(xué)電池的裝置，所述電化學(xué)電池在其壽命中已被充電和放電小于15次、小于10次或小于5次，其中所述電池包括陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)，其中陽(yáng)極包括不多于5倍的可以在電池的一個(gè)完全放電周期期間被電離的陽(yáng)極活性材料的量。在一些情況下，陽(yáng)極包括不多于4倍、不多于3倍、不多于2倍或不多于1.5倍的可以在電池的一個(gè)完全放電周期期間被電離的鋰的量。本文中描述和說(shuō)明的單獨(dú)組件中或者在所有組件中可以使用各種材料和布置。應(yīng)該理解在結(jié)合一種實(shí)施方案或一幅附圖來(lái)描述特定組件或者布置時(shí)，可以結(jié)合任何其它實(shí)施方案或附圖來(lái)使用該組件或者布置。向本文中所描述的電化學(xué)電池施加一個(gè)或更多個(gè)力的附加布置、組件和優(yōu)點(diǎn)提供在與2009年8月4日提交的公布為美國(guó)公開(kāi)第2010/0035128號(hào)的題為“ApplicationofForceInElectrochemicalCells”的美國(guó)專利申請(qǐng)系列第12/535,328，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并到本文中。在一組實(shí)施方案中，本文中所描述的制品包括包含鋰的陽(yáng)極和定位在陽(yáng)極與電池的電解質(zhì)之間的多層結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)可以用作本文中所描述的保護(hù)層。在一些實(shí)施方案中，多層結(jié)構(gòu)可以包括至少第一單離子傳導(dǎo)材料層和與單離子傳導(dǎo)材料相鄰安置的至少第一聚合物層。在該實(shí)施方案中，多層結(jié)構(gòu)可以可選地包括若干組交替的單離子傳導(dǎo)材料層和聚合物層。多層結(jié)構(gòu)可以允許鋰離子的通過(guò)，而限制可以不利地影響陽(yáng)極的某些化學(xué)物質(zhì)(例如，電解質(zhì)中的物質(zhì))的通過(guò)。由于可以選擇聚合物使得賦予最需要聚合物的系統(tǒng)(即，在充電和放電時(shí)發(fā)生形態(tài)變化的電極的表面處)撓性，所以這樣的布置可以提供顯著優(yōu)勢(shì)。在一些實(shí)施方案中，單離子傳導(dǎo)材料為非聚合的。在一些實(shí)施方案中，單離子傳導(dǎo)材料限定為高度傳導(dǎo)鋰并且最小限度傳導(dǎo)電子的層的部分或全部。換句話說(shuō)，單離子傳導(dǎo)材料可以選擇為允許鋰離子但阻礙電子穿過(guò)該層。在其他實(shí)施方案中，單離子傳導(dǎo)材料可以基本上傳導(dǎo)電子。在一組實(shí)施方案中，單離子傳導(dǎo)層為陶瓷層、玻璃層、或玻璃質(zhì)陶瓷層，例如，對(duì)于鋰離子傳導(dǎo)的單離子傳導(dǎo)玻璃。合適的玻璃和/或陶瓷包括但不限于如本領(lǐng)域已知的可以被表征為含有“改性劑”部分和“網(wǎng)絡(luò)”部分那些。改性劑可以包括玻璃或陶瓷中金屬離子導(dǎo)電的金屬氧化物。網(wǎng)絡(luò)部分可以包括金屬硫?qū)倩铮缃饘傺趸锘蛄蚧?。?duì)于鋰金屬和其他含有鋰的電極，單離子傳導(dǎo)層可以被鋰化或含有鋰以允許鋰離子穿過(guò)該單離子傳導(dǎo)層通過(guò)。單離子傳導(dǎo)層可以包括包含如下材料的層：氮化鋰、鋰硅酸鹽、硼酸鋰、鋁酸鋰、磷酸鋰、鋰磷氧氮化物、鋰硅硫化物、鋰鍺硫化物、鋰氧化物(例如，Li2O、LiO、LiO2、LiRO2，其中R為稀土類金屬)、鋰鑭氧化物、鋰鈦氧化物，鋰硼硫化物、鋰鋁硫化物和鋰磷硫化物及其組合物。單離子傳導(dǎo)材料的選擇取決于若干因素，包括但不限于在電池中使用電解質(zhì)和的陰極的性能。在一組實(shí)施方案中，單離子傳導(dǎo)材料是非電活性的金屬層。該金屬層可以包括金屬合金層，例如，尤其在采用鋰陽(yáng)極的情況下的鋰化的金屬層。金屬合金層的鋰含量可以從按重量計(jì)約0.5重量％至約20％變化，這取決于，例如，金屬的具體選擇、期望的鋰離子傳導(dǎo)性、和金屬合金層期望的撓性。適用于單離子傳導(dǎo)材料的金屬包括，但不限于：Al、Zn、Mg、Ag、Pb、Cd、Bi、Ga、In、Ge、Sb、As和Sn。有時(shí)，可以使用如上面列出的金屬的組合用于單離子傳導(dǎo)材料。單離子傳導(dǎo)材料層(例如，在多層結(jié)構(gòu)中)的厚度可以在約1nm至約10微米的范圍內(nèi)變化。例如，單離子傳導(dǎo)材料層的厚度可以在1nm至10nm厚、10nm至100nm厚、100nm至1000nm厚、1微米至5微米厚、或者5微米至10微米厚。在一些實(shí)施方案中，單離子傳導(dǎo)材料層的厚度可以是例如，不大于10微米厚、不大于5微米厚、不大于1000nm厚、不大于500nm厚、不大于250nm厚、不大于100nm厚、不大于50nm厚、不大于25nm厚、或不大于10nm厚。在某些實(shí)施方案中，單離子傳導(dǎo)層的厚度可以大于10nm、大于25nm、大于50nm、大于100nm、大于250nm、大于500nm、大于1000nm、或大于1500nm。也可以為其它厚度。也可以為上面提到的范圍的組合。在某些情況下，單離子傳導(dǎo)層具有與多層結(jié)構(gòu)中的聚合物層相同的厚度。單離子傳導(dǎo)層可以通過(guò)任何合適的方法沉積，例如濺射、電子束蒸鍍、真空熱蒸發(fā)法、激光燒蝕、化學(xué)氣相沉積(CVD)、熱蒸發(fā)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)真空沉積(PECVD)、激光增強(qiáng)化學(xué)沉積氣相沉積和噴射式氣相沉積。所使用的技術(shù)可以取決于材料的沉積類型、層厚度等。例如，根據(jù)用于形成該層的工藝和條件，單離子傳導(dǎo)層(或如本文中所描述的裝置的其他保護(hù)層)可以包括針孔、裂紋和/或晶界缺陷。一旦形成這些缺陷，其就可以隨著膜生長(zhǎng)而生長(zhǎng)/傳播通過(guò)該膜的整個(gè)厚度，并且隨著該膜生長(zhǎng)為較厚可能變得更糟。在一組實(shí)施方案中，在單離子傳導(dǎo)層中的缺陷的負(fù)面影響可以通過(guò)使用聚合物填充缺陷的至少一部分來(lái)減小。在另一組實(shí)施方案中，通過(guò)利用薄、無(wú)針孔、光滑聚合物層將薄單離子傳導(dǎo)層彼此分開(kāi)，每個(gè)單離子傳導(dǎo)層中的缺陷結(jié)構(gòu)可以通過(guò)中間聚合物層與每個(gè)其他單離子傳導(dǎo)層中的缺陷結(jié)構(gòu)分離。在包括單離子傳導(dǎo)層/聚合物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)中可以實(shí)現(xiàn)下面優(yōu)點(diǎn)中的一種或更多種：(1)對(duì)于一個(gè)層中的缺陷不太可能與另一層中的缺陷直接對(duì)齊，通常一個(gè)層中的任何缺陷基本上與另一層中的類似缺陷不對(duì)齊；(2)與其他類似或相同材料的較厚層中的中的其他缺陷相比，一個(gè)單離子傳導(dǎo)層中的任何缺陷通常是非常小和/或不太有害。在制備過(guò)程中交替的單離子傳導(dǎo)層和聚合物層在彼此頂上沉積的情況下，每個(gè)單離子傳導(dǎo)層可以具有賴以生長(zhǎng)的光滑、無(wú)針孔、聚合物表面。與此相反，在單離子傳導(dǎo)層待被沉積到另一單離子傳導(dǎo)層頂上時(shí)(或連續(xù)地沉積作為單一、更厚的層)的情況下，下面的層中的缺陷可以引起沉積到下面的層的頂上的層中的缺陷的生長(zhǎng)。也就是說(shuō)，無(wú)論保護(hù)結(jié)構(gòu)是建立在較厚的單離子傳導(dǎo)層內(nèi)還是建立在彼此頂上的多個(gè)單離子傳導(dǎo)層內(nèi)，隨著結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)，缺陷都可以穿過(guò)厚度傳播，或者從層到層傳播，從而產(chǎn)生較大的缺陷以及直接或基本上直接穿過(guò)整個(gè)結(jié)構(gòu)傳播的缺陷。在這種布置中，與如果單離子傳導(dǎo)層直接沉積到粗糙的鋰或電解質(zhì)層上時(shí)產(chǎn)生的缺陷相比，單離子傳導(dǎo)層還可以生長(zhǎng)具有較少缺陷。因此，在這種布置中，單離子傳導(dǎo)層可以制成具有整體較少的缺陷，該缺陷不與在最近的其它離子傳導(dǎo)層中的缺陷對(duì)齊，在存在缺陷情況下，與在彼此之上沉積的相同材料或相似材料的連續(xù)生長(zhǎng)、較厚的結(jié)構(gòu)或?qū)又写嬖诘钠渌毕菹啾?，該缺陷通常顯著不太有害。多層結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)點(diǎn)包括該結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能。將聚合物層與單離子傳導(dǎo)層相鄰安置可以降低單離子傳導(dǎo)層產(chǎn)生裂紋的趨勢(shì)，并且可以提高結(jié)構(gòu)的阻擋性能。因此，與未插入聚合物層的結(jié)構(gòu)相比，這些層壓材料或復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以對(duì)于由于在制造過(guò)期間產(chǎn)生的應(yīng)力更穩(wěn)固。此外，多層結(jié)構(gòu)也可以具有增加的體積變化的容差，該體積變化伴隨在電池的放電和充電循環(huán)期間鋰從陽(yáng)極來(lái)回遷移而產(chǎn)生。如本文所述，在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或更多個(gè)單離子傳導(dǎo)層(例如，保護(hù)層)可以利用聚合物進(jìn)行處理，使得單離子傳導(dǎo)層的針孔和/或孔(例如納米孔)的至少一部分被部分地或完全地填充有聚合物。這樣的實(shí)施方案可以例如，通過(guò)增加這樣的物質(zhì)需要穿過(guò)以穿透整個(gè)多層布置來(lái)到達(dá)陽(yáng)極處的距離和曲率來(lái)阻礙某些物質(zhì)(例如，電解質(zhì)和/或多硫化物)朝陽(yáng)極的擴(kuò)散。在一些實(shí)施方案中，處理可以包括填充單離子傳導(dǎo)層的僅針孔和/或納米孔并且不形成不同的聚合物層。在其它實(shí)施例中，處理可以包括填充單離子傳導(dǎo)層的針孔和/或納米孔并且在單離子傳導(dǎo)層上形成不同的聚合物層?？赏ㄟ^(guò)方法例如電子束蒸鍍、真空熱蒸發(fā)、激光燒蝕、化學(xué)氣相沉積、熱蒸發(fā)、等離子輔助化學(xué)真空沉積、激光增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、噴射式氣相沉積和擠壓來(lái)沉積聚合物。該聚合物也可通過(guò)旋涂技術(shù)來(lái)沉積。一種用于沉積的交聯(lián)聚合物的方法包括閃蒸方法，例如，如在Yializis的美國(guó)專利第4,954,371中描述的。一種用于沉積包含鋰鹽的交聯(lián)聚合物的方法包括閃蒸方法，例如，如在Affinito等人的美國(guó)專利第5,681,615號(hào)中描述的。如本文中所描述的，在一些實(shí)施方案中該聚合物可以為聚合物層的形式。用于沉積聚合物層的方法可以取決于沉積材料的類型，層厚度等。聚合物層的厚度(例如，在多層結(jié)構(gòu)內(nèi))可以在從約0.1微米至約10微米的范圍內(nèi)。例如，聚合物層的厚度可以為0.05微米至0.15微米厚，0.1微米至1微米厚、1微米至5微米厚、或5微米至10微米厚。聚合物層的厚度可以為例如不大于10微米厚、不大于5微米厚，不大于2.5微米厚、不大于1微米厚、不大于500nm厚、不大于250nm厚、不大于100nm厚、不大于50nm厚、不大于25nm厚、或不大于10nm厚。在某些實(shí)施方案中，聚合物層的厚度可以大于10nm、大于25nm、大于50nm、大于100nm、大于250nm、大于500nm、大于1微米、大于1.5微米。也可以為其它厚度。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，包括具有不只一個(gè)聚合物層的多層結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)內(nèi)聚合物層的厚度可以變化。例如，在某些情況下，最靠近陽(yáng)極層(例如，Li貯存器)的聚合物層比該結(jié)構(gòu)的其他聚合物層更厚。本實(shí)施方案中可以，例如，通過(guò)使鋰離子在充電期間更均勻地電鍍到陽(yáng)極的整個(gè)表面來(lái)使陽(yáng)極穩(wěn)定。多層結(jié)構(gòu)可以具有多種總厚度，該總厚度可以取決于，例如，電解質(zhì)、陰極或電化學(xué)電池的具體用途。在一些情況下，多層結(jié)構(gòu)的總厚度可以為小于或等于1mm、小于或等于700微米、小于或等于300微米、小于或等于250微米、小于或等于至200微米、小于或等于150微米、小于或等于100微米、小于或等于75微米、小于或等于50微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、或小于或等于2微米。在某些實(shí)施方案中，多層結(jié)構(gòu)的厚度可以大于100nm、大于250納米、大于500納米、大于1微米、大于2微米、大于5微米、大于10微米、或大于20微米。也可以為其它厚度。也可以為上面提到的范圍的組合。多層結(jié)構(gòu)的示例更詳細(xì)地描述在題為“ElectrodeProtectioninbothAqueousandNon-AqueousElectrochemicalCells”的美國(guó)專利申請(qǐng)系列第11/400025號(hào)出版物美國(guó)專利第7771870號(hào)，其全部?jī)?nèi)容出于所有目的通過(guò)引用合并到本文中。用作本文中所描述的電化學(xué)電池陰極中的陰極活性材料的合適的電活性材料可以包括，但不限于，電活性過(guò)渡金屬硫族化合物、電活性導(dǎo)電聚合物、硫、碳和/或其組合物。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“硫族化合物”涉及包含氧、硫和硒元素中的一種或更多種的化合物。合適的過(guò)渡金屬硫?qū)倩衔锏膶?shí)例包括，但不限于：電活性氧化物、硫化物和選自Mn、V、Cr、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Hf、Ta、W、Re、Os和Ir中的過(guò)渡金屬的硒化物。在一種實(shí)施方案中，過(guò)渡金屬硫族化物選自鎳、錳、鈷和釩的電活性氧化物以及鐵的電活性硫化物。在一種實(shí)施方案中，陰極包括以下材料中的一種或更多種：二氧化錳、碘、鉻酸銀、氧化銀和五氧化釩、氧化銅、磷氧銅(copperoxyphosphate)、硫化鉛、硫化銅、硫化鐵、鉛鉍、三氧化二鉍、二氧化鈷、氯化銅、二氧化錳和碳。在另一種實(shí)施方案中，陰極活性層包括電活性導(dǎo)電聚合物。合適的電活性導(dǎo)電聚合物的實(shí)例包括，但不限于：選自聚吡咯、聚苯胺、聚亞苯基、聚噻吩、以及聚乙炔的電活性的和電子傳導(dǎo)的聚合物。導(dǎo)電聚合物的實(shí)例包括聚吡咯、聚苯胺和聚乙炔。在一些實(shí)施方案中，用作本文中所描述的電化學(xué)電池的陰極活性材料的電活性材料包括電活性含硫材料。如本文所使用的“電活性含硫材料”涉及包括任何形式的元素硫的陰極活性材料，其中電化學(xué)活性涉及硫原子或基團(tuán)的氧化或還原。如本領(lǐng)域已知的，電活性含硫材料在本發(fā)明的實(shí)踐中有用的性質(zhì)可以廣泛變化。例如，在一種實(shí)施方案中，電活性含硫材料包括元素硫。在另一實(shí)施方案中，電活性含硫材料包括元素硫和含硫聚合物的混合物。因此，適當(dāng)?shù)碾娀钚院虿牧习ǖ幌抻谠亓蚝桶蛟雍吞荚拥挠袡C(jī)材料，電活性含硫材料可以是或可以不是聚合的。適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)材料包括還包含雜原子、導(dǎo)電聚合物鏈段、復(fù)合物和導(dǎo)電聚合物的那些。在一些實(shí)施方案中，陰極可包含一種或更多種接合劑材料(例如，聚合物、多孔質(zhì)二氧化硅的溶膠-凝膠等)。含硫聚合物的實(shí)例包括以下所描述的那些：Skotheim等人的美國(guó)專利第5601947號(hào)和第5690702號(hào)；Skotheim等人的美國(guó)專利第5529860號(hào)和第6117590號(hào)；共同受讓人Gorkovenko等人的于2001年3月13日授權(quán)的美國(guó)專利第6201100號(hào)以及PCT公開(kāi)號(hào)WO99/33130。Skotheirn等人的美國(guó)專利第5441831號(hào)；Perichaud等人的美國(guó)專利第4664991號(hào)；以及Naoi等人的美國(guó)專利第5723230號(hào)、第5783330號(hào)、第5792575號(hào)和第5882819號(hào)中描述了其他合適的包括聚硫化物鍵的電活性含硫材料。電活性含硫材料的更多實(shí)例包括如下所述的包含二硫鍵基團(tuán)的實(shí)例：例如Armand等人的美國(guó)專利第4739018號(hào)；DeJonghe等人的美國(guó)專利第4833048號(hào)和第4917974號(hào)；Visco等人的美國(guó)專利第5162175號(hào)和第5516598號(hào)；以及Oyama等人的美國(guó)專利第5324599號(hào)。在一種實(shí)施方案中，陰極活性層的電活性含硫材料包含按重量計(jì)大于50％、按重量計(jì)大于60％、按重量計(jì)大于70％、按重量計(jì)大于80％、或按重量計(jì)大于90％的硫。本發(fā)明的陰極活性層可以包含按重量計(jì)約20％至100％的電活性材料(例如，在適量的溶劑已被從陰極活性層中移除和/或在該層已經(jīng)被適當(dāng)?shù)毓袒笏鶞y(cè)量的)。在一種實(shí)施方案中，陰極活性層中電活性含硫材料的量為陰極活性層的按重量計(jì)5％至30％的范圍內(nèi)。在另一種實(shí)施方案中，陰極活性層中的電活性含硫材料的量為陰極活性層的按重量計(jì)20％至90％的范圍內(nèi)(例如，陰極活性層的50％至90％、60％至90％、或40％至80％)。用于制備陰極(以及本文中所描述的電池的其它組件)的合適的液體介質(zhì)(例如，溶劑)的非限制性實(shí)例包括水性液體、非水性液體、以及其混合物。在一些實(shí)施方案中，可以使用例如、水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇、丁醇、四氫呋喃、二甲氧基乙烷、丙酮、甲苯、二甲苯、乙腈、環(huán)己烷、以及其混合物的液體。當(dāng)然，根據(jù)需要也可以使用其他合適的溶劑?？梢酝ㄟ^(guò)本領(lǐng)域中已知的方法來(lái)制備正電極層。例如，一種合適的方法包括以下步驟：(a)將本文中所描述的電活性含硫材料分散或懸浮在液體介質(zhì)中；(b)可選地向步驟(a)的混合物中添加導(dǎo)電填充物和/或接合劑；(c)將從步驟(b)中夠得到的組合物混合以將電活性含硫材料分散；(d)將從步驟(c)中得到的組合物澆鑄到合適的基底上；以及(e)從步驟(d)中得到的組合物中移除一些或所有的液體以提供陰極活性層。在一些實(shí)施方案中，相對(duì)于其中陰極顯著被壓縮的電池，使用抗壓縮性的陰極能夠增強(qiáng)電池的性能。不希望受任何理論的束縛，利用彈性的、相對(duì)高度可壓縮的陰極可以導(dǎo)致在施加各向異性力期間液體電解液的排泄。液體電解質(zhì)從陰極排泄可以導(dǎo)致降低電解池的操作期間的功率輸出。例如，在某些情況下，可以觀察到電解池中功率輸出的降低，即使當(dāng)各向異性力相對(duì)較小(例如，將壓力限定為68.6牛頓/cm2的相對(duì)于陽(yáng)極的活性表面具有法向分量的各向異性力)時(shí)或者當(dāng)各向異性力為另一值，例如，如上所提到的參考垂直于陽(yáng)極活性表面的各向異性力的分量的限制和范圍時(shí)也是如此。在施加壓縮力期間，壓縮度可以與孔隙率的變化(即，陰極的空隙體積的變化)相關(guān)。在一些實(shí)施方案中，可能期望限制在電池的操作期間陰極的孔隙率的變化。例如，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，在電池的操作期間可以使陰極的孔隙率降低小于10％、小于6％、小于4％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.1％或更低。也就是說(shuō)，在制造陰極以提供合適的抗壓縮性的情況下，在使用電池期間，陰極經(jīng)受的壓縮力可以使總空隙體積或電解質(zhì)可觸及的其他空隙的總體積降低如上所提到的百分?jǐn)?shù)?？梢允褂酶鞣N方法來(lái)增強(qiáng)陰極的剛度(耐壓縮性)。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)的類型和陰極中的孔的尺寸可以一起選擇使得通過(guò)電解質(zhì)與陰極孔的相互作用所產(chǎn)生的最終的毛細(xì)力抵抗陰極的變形。例如在小電解池中，這種效果可以特別有用。作為另一實(shí)例，通過(guò)將增強(qiáng)纖維(例如，結(jié)合碳顆粒)結(jié)合到陰極中來(lái)增強(qiáng)陰極的剛度。在其他實(shí)施方案中，固有的剛性陰極可以通過(guò)將活性材料(例如，網(wǎng)狀Ni泡沫)注入到薄且輕的超結(jié)構(gòu)來(lái)制造。在一些實(shí)施方案中，陰極可以包含除了其他功能之外可以提供剛性的一種或多種接合劑材料(例如，聚合物、多孔質(zhì)二氧化硅的溶膠-凝膠等)。用于陰極的合適的接合劑的實(shí)例為本文中所描述的，并且可以包括，例如，聚乙烯醇、聚偏氟乙烯及其衍生物、烴類、聚乙烯、聚苯乙烯、聚環(huán)氧乙烷和包括烴片段和雜原子的任意聚合物。在一些情況下，陰極內(nèi)的接合劑的量可以是相對(duì)低。在一些實(shí)施方案中，例如，陰極可以包含按重量計(jì)少于約20％、小于約10％、小于約5％、小于約2％、或小于約1％的接合劑。使用相對(duì)少量的接合劑可以提供在電解質(zhì)與電極活性材料(陰極活性材料例如硫或陽(yáng)極活性材料例如鋰)之間和/或在電解質(zhì)與電極導(dǎo)電材料之間的改進(jìn)的流體連通。此外，使用少量的接合劑可以導(dǎo)致在電極活性材料與電極導(dǎo)電材料(例如，碳)之間的改進(jìn)的接觸或電極導(dǎo)電材料本身(例如，碳-碳接觸)內(nèi)的改進(jìn)的接觸。在鋰金屬可再充電電池中所使用的某些陰極可以包括基于碳的組分、硫和接合劑或某種其他材料以促進(jìn)陰極的內(nèi)部粘合力。在一些實(shí)施方案中，在使用之前和/或在使用期間(例如，循環(huán))向陰極施加壓力可以減少接合劑或其他粘合劑的需要，這可以增加可用于促進(jìn)內(nèi)部電極導(dǎo)電性和與硫的電連通以及與陰極所暴露于的電解質(zhì)的電連通的碳的總表面積。因此，相對(duì)于沒(méi)有施加壓力的基本相同的陰極，即使通過(guò)施加壓力減小了陰極中的空隙體積(即，減少了陰極內(nèi)部可以被電介質(zhì)占據(jù)的體積)，也可以提高陰極的性能以及利用該陰極的整體裝置的性能。本文中所描述的陰極可以具有使得其特別適合用于設(shè)計(jì)為在施加有力的同時(shí)進(jìn)行充電和/或放電的電化學(xué)電池的增強(qiáng)的性能。當(dāng)在施加各向異性力(例如，限定為本文中所描述的壓力)期間進(jìn)行充電和/或放電時(shí)，本文中所描述的陰極可以保持其機(jī)械完整性。在一些實(shí)施方案中，陰極的屈服強(qiáng)度大于電活性材料的屈服強(qiáng)度的1倍、1.2倍、1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍。在一些實(shí)施方案中，陰極的屈服強(qiáng)度大于施加到制品的壓力(例如，在制造和/或使用期間)的法向分量的1倍、1.2倍、1.5倍、2倍、3倍、4倍和5倍。在下面更詳細(xì)地描述屈服強(qiáng)度的其他值。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，陰極保持足夠的孔隙率以當(dāng)向電池施加力時(shí)有效地進(jìn)行充電和放電。本文所描述的陰極也可以包括相對(duì)較高的電解質(zhì)可觸及的導(dǎo)電材料(如碳)區(qū)域。在某些情況下，陰極可以包括相對(duì)低比例的接合劑的量和/或電解質(zhì)的質(zhì)量與陰極活性材料(例如，硫)比例。在一些實(shí)施方案中，包含本文中所描述的陰極的電化學(xué)電池可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)高比容量和/或相對(duì)高的放電電流密度。此外，本文所描述的陰極可以呈現(xiàn)出在充電和放電期間相對(duì)較高的陰極活性材料(例如，硫)的利用率。在又一情況下，在施加力期間可以提高在陰極中的導(dǎo)電材料(例如，碳)之間的導(dǎo)電率。本文中所描述的陰極可以包括使其有效地提供增強(qiáng)的性能的一個(gè)或更多個(gè)性能。在某些情況下，陰極可以在施加各向異性力期間在本文中所概述的一種或更多種性能，各向異性力的值可以在本文中描述的任何本范圍內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，本文所描述的陰極可以呈現(xiàn)出相對(duì)高的孔隙率。在某些情況下，陰極的孔隙率可以為至少約30％、至少約40％、至少約50％、至少約60％、至少約70％、至少約80％、或至少約90％。在某些情況下，當(dāng)向電化學(xué)電池施加各向異性力(例如，限定為約4.9牛頓/平方厘米至約196牛頓/平方厘米或下面所述的任意范圍的壓力)時(shí)，可以保持這樣的孔隙率。如本文所使用的，電極(例如，陰極)的“孔隙率”被定義為用電極空隙體積除在電極的外邊界內(nèi)的體積，并表示為百分比?！翱障扼w積”用來(lái)指那些不被陰極活性材料(例如，硫)、導(dǎo)電材料(例如，碳)、接合劑、或提供結(jié)構(gòu)支承的其他材料所占據(jù)的陰極的部分。陰極內(nèi)的空隙體積可以包括陰極中的孔以及陰極材料的聚合體之間的間隙?？障扼w積可以被電解質(zhì)、氣體或其他非陰極材料占據(jù)。在一些實(shí)施方案中，陰極中的空隙體積可以為每克陰極材料中的陰極活性材料(例如，硫)至少約1cm3、至少約2cm3、至少約4cm3、或至少約8cm3。在一些實(shí)施方案中，空隙體積可以包括具有相對(duì)較大直徑的孔。例如，在一些實(shí)施方案中，直徑為至少約200nm的孔隙構(gòu)成陰極中空隙體積的至少約50％。如上所述，在一些實(shí)施方案中，壓縮陰極有利于陰極完整性，其中與用于保持完整性可能需要其他接合劑或粘合劑相比，陰極具有相對(duì)較少的接合劑或粘合劑，并且這樣的壓縮可以提高陰極和/或結(jié)合有陰極的裝置的性能。可以實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn)，即使陰極的空隙體積(和/或在使用期間陰極中存在的電解質(zhì)的量)減小也是如此。結(jié)合本文中所描述的實(shí)施方案，相對(duì)于陰極被顯著可壓縮的電池，選擇抗壓縮性陰極以增強(qiáng)電池的性能也可以是有用的。例如，使用抗壓縮性陰極可以幫助在向電池施加各向異性力期間維持高孔隙率或空隙體積。不希望受任何理論的束縛，利用彈性的、相對(duì)高度可壓縮的陰極可能導(dǎo)致在施加各向異性力期間液體電解液的排泄。液體電解質(zhì)從陰極排泄可以導(dǎo)致降低電化學(xué)電池的操作期間的功率輸出。利用可壓縮性電池可以導(dǎo)致從電化學(xué)電池輸出的功率的降低，即使當(dāng)各向異性力相對(duì)較小(例如，將壓力限定為68.6牛頓/cm2的各向異性力)時(shí)或者當(dāng)各向異性力為另一值，例如，如上所提到的參考垂直于陽(yáng)極活性表面的各向異性力的分量的限制和范圍時(shí)也是如此。在施加壓縮力期間，壓縮度可以與孔隙率的變化(即，陰極的孔隙體積的變化)相關(guān)。在一些實(shí)施方案中，可能期望限制在電池的操作期間陰極的孔隙率的變化。例如，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，在電池的操作期間可以使陰極的孔隙率降低小于約10％、小于約6％、小于約4％、小于約2％、小于約1％、小于約0.5％、小于約0.1％或更低。也就是說(shuō)，在制造陰極以提供合適的抗壓縮性的情況下，在使用電池期間，陰極經(jīng)受的壓縮力可以使總空隙體積或電解質(zhì)可觸及的其他空隙的總體積降低如上所提到的百分?jǐn)?shù)。與可觀察到的沒(méi)有所述力的情況相比，盡管在施加力期間具有較低孔隙率，但是包括本文中所描述的陰極的電化學(xué)電池和其他裝置可以實(shí)現(xiàn)高水平的性能。電解質(zhì)的類型和陰極中的孔的尺寸可以一起選擇使得通過(guò)電解質(zhì)與陰極孔的相互作用所產(chǎn)生的最終的毛細(xì)力抵抗陰極的變形。例如在小電解池中，這種效果可以特別有用。作為另一實(shí)例，通過(guò)將增強(qiáng)纖維(例如，結(jié)合碳顆粒)結(jié)合到陰極中來(lái)增強(qiáng)陰極的剛度。在一些實(shí)施方案中，陰極包括相對(duì)較大的電解質(zhì)可觸及的導(dǎo)電材料區(qū)域。如本文所用，“電解質(zhì)可觸及的導(dǎo)電材料區(qū)域”是用來(lái)指電解質(zhì)可以接觸的導(dǎo)電材料(例如碳)的總表面積。例如，電解質(zhì)可觸及的導(dǎo)電材料區(qū)域可以包括在陰極的孔內(nèi)的導(dǎo)電材料表面積、在陰極的外部表面上的導(dǎo)電材料的表面積等。在一些情況下，電解質(zhì)可觸及的導(dǎo)電材料區(qū)域不會(huì)被接合劑或其它材料阻礙。此外，在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)可觸及的導(dǎo)電材料區(qū)域不包括位于由于表面張力作而限制電解質(zhì)流動(dòng)的孔內(nèi)保留的導(dǎo)電材料部分。在某些情況下，陰極包括每克陰極中的陰極活性材料(例如，硫)至少約1m2、至少約5m2，至少約10m2、至少約20m2、至少約50m2、或至少約100m2的電解質(zhì)可觸及的導(dǎo)電材料區(qū)(例如，電解質(zhì)可觸及的碳區(qū)域)。相對(duì)于陰極活性材料的質(zhì)量，本文中所描述的電化學(xué)電池可以利用相對(duì)少質(zhì)量的電解質(zhì)。例如，在一些情況下，在電化學(xué)電池內(nèi)，電解質(zhì)與陰極活性材料(例如，硫)的比例按質(zhì)量計(jì)小于約6:1、小于約5:1、小于約4:1、或小于約3:1。如上所述，一些實(shí)施方案可以包括其中施加力來(lái)提高器件的性能的電化學(xué)裝置。在向電化學(xué)電池施加各向異性力(例如，在電池的充電和/或放電期間)時(shí)，本文所述的任何性能指標(biāo)都可以單獨(dú)地或彼此結(jié)合實(shí)現(xiàn)。各向異性力的大小可以在本文所提及的任意范圍內(nèi)。在一些情況下，與沒(méi)有施加各向異性力但其他方面基本相同的條件下相比，陰極結(jié)構(gòu)和/或材料和各向異性力可以一起選擇使得各向異性力通過(guò)充電和放電增加陰極內(nèi)的傳導(dǎo)率。附加布置、組件和包括在壓力下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的陰極的電化學(xué)電池的優(yōu)點(diǎn)提供在于2010年3月19日提交的題為“CathodeforLithiumBattery”的美國(guó)專利申請(qǐng)系列第12/727862號(hào)中，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并到本文中。用作本文所描述的電化學(xué)電池的陽(yáng)極的陽(yáng)極活性材料的合適的電活性材料包括但不限于：鋰金屬(例如鋰箔和沉積到導(dǎo)電基底上的鋰)和鋰合金(例如，鋰-鋁合金和鋰-錫合金)。當(dāng)這些優(yōu)選為負(fù)電極材料時(shí)，集流器可以與電池化學(xué)品一起使用。在一些實(shí)施方案中，陽(yáng)極可以包含一種或多更多種接合劑材料(如聚合物等)。在一種實(shí)施方案中，陽(yáng)極活性層的電活性含鋰材料包含按重量計(jì)大于50％的鋰。在另一實(shí)施方案中，陽(yáng)極活性層的電活性含鋰材料包含按重量計(jì)大于75％的鋰。在另一實(shí)施方案中，陽(yáng)極活性層的電活性含鋰材料包含大于按重量計(jì)90％的鋰。用于在基底上沉積負(fù)電極材料(例如，堿金屬的陽(yáng)極(例如鋰))的方法可以包括例如熱蒸發(fā)、濺射、噴射式氣相沉積和激光燒蝕?？商孢x地，當(dāng)陽(yáng)極包含鋰箔或者鋰箔和基底時(shí)，這些可以通過(guò)如本領(lǐng)域已知的層壓工藝層疊在一起以形成陽(yáng)極?？梢酝ㄟ^(guò)本領(lǐng)域通常已知的各種方法中的任意方法(如物理或化學(xué)氣相沉積法、擠壓成型、和電鍍)來(lái)沉積本文中所述描述的電極和/或電極的層。合適的物理或化學(xué)氣相沉積方法的實(shí)例包括但不限于熱蒸發(fā)(包括但不限于電阻式、電感式、輻射式和電子束加熱式)、濺射(包括但不限于二極管式、DC磁控式、RF式、RF磁控式、脈沖式、雙磁控式、AC式、MF和反應(yīng)性式)、化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、激光增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、離子鍍、陰極電弧、噴射氣相沉積和激光燒蝕。可以在真空或惰性氣氛中進(jìn)行層的沉積以使在所沉積的層中的副反應(yīng)最小化，所述副反應(yīng)可能將雜質(zhì)引入層中或可能影響層的所期望的形態(tài)。在一些實(shí)施方案中，在多級(jí)沉積設(shè)備中以連續(xù)方式沉積多層結(jié)構(gòu)的層。在一些實(shí)施方案中，至少部分地通過(guò)在用于共沉積電活性層的氣態(tài)材料存在下將鋰蒸氣凝聚在基底上來(lái)形成電活性層。在某些實(shí)施方案中，氣態(tài)材料用于鈍化電活性層的表面(例如，在電活性層的表面上形成保護(hù)層之前)。氣態(tài)材料可以是，例如，能夠與電活性材料發(fā)生反應(yīng)的任何合適的氣態(tài)材料。在一些實(shí)施方案中，氣態(tài)材料選自二氧化碳、乙炔、氮、一氧化二氮、二氧化氮、乙烯、二氧化硫、烴、烷基磷酸酯、烷基亞硫酸酯、和烷基硫酸酯中的一種或更多種。也可使用其它氣態(tài)材料。正電極和/或負(fù)電極可以任選地包括可以很好地與合適的電解質(zhì)相互作用的一個(gè)或更多個(gè)層，例如在Mikhaylik等人于2008年6月12日提交的題為“SeparationofElectrolytes”的國(guó)際專利公開(kāi)號(hào)WO/2008/070059中所描述的，其全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用合并到本文中。本文中所描述的制品還可以包括如本領(lǐng)域已知的基底。基底用作其上沉積有陽(yáng)極活性材料的支承體，并且可以在電池制造期間為鋰薄膜陽(yáng)極的操作提供附加的穩(wěn)定性。另外，在導(dǎo)電基底的情況下，基底還可以起到集流器的作用，所述集流器用于有效地收集貫穿陽(yáng)極所產(chǎn)生的電流和給通向外部電路的電觸點(diǎn)的附接提供有效表面。在陽(yáng)極的領(lǐng)域中大范圍的基底是已知的。合適的基底包括但不限于選自金屬箔、聚合物膜、金屬化聚合物膜、導(dǎo)電聚合物膜、具有導(dǎo)電涂層的聚合物膜、具有導(dǎo)電金屬涂層的導(dǎo)電聚合物膜以及具有分散在其中的導(dǎo)電顆粒的聚合物膜的那些。在一種實(shí)施方案中，基底為金屬化聚合物膜。在其他實(shí)施方案中，下面更詳細(xì)地描述的，基底可以選自非導(dǎo)電材料。在電化學(xué)電池或電池單電池中使用的電解質(zhì)可以起到用于存儲(chǔ)和傳輸離子的介質(zhì)的作用，并且在固體電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)的具體情況下，這些材料可以附加地起到陽(yáng)極和陰極之間的隔離物的作用。任何液體、固體、或能夠存儲(chǔ)和傳輸離子的凝膠材料都可以使用，只要該材料有利于在陽(yáng)極和陰極之間的離子(例如，鋰離子)的傳輸即可。電解質(zhì)是非導(dǎo)電的以防止陽(yáng)極與陰極之間的短路。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)可以包括非固體電解質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，本文中所描述的電解質(zhì)層的厚度可以為至少1微米、至少5微米、至少10微米、至少15微米、至少20微米、至少25微米、至少30微米、至少40微米、至少50微米、至少70微米、至少100微米、至少200微米、至少500微米、或至少1毫米。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)層的厚度小于或等于1mm、小于或等于500微米、小于或等于200微米、小于或等于100微米、小于或等于70微米小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、或小于或等于50微米。也可以為其它值。也可以為上面提到的范圍的組合。電解質(zhì)可以包含一種或更多種離子電解質(zhì)鹽以提供離子導(dǎo)電性和一種或更多種液體電解質(zhì)溶劑、凝膠聚合物材料或聚合物材料。合適的非水性電解質(zhì)可以包括有機(jī)電解質(zhì)，該有機(jī)電解質(zhì)包括選自液體電解質(zhì)、凝膠聚合物電解質(zhì)和固體聚合物電解質(zhì)中的一種或更多種材料。Dorniney在LithiumBatteries,NewMaterials,DevelopmentsandPerspectives,第4章,137-165頁(yè),Elsevier,Amsterdam(1994)中描述了用于鋰電池的非水性電解質(zhì)的實(shí)例。Alamgir等人在LithiumBatteries,NewMaterials,DevelopmentsandPerspectives,第3章,93-136頁(yè),Elsevier,Amsterdam(1994)中描述了凝膠聚合物電解質(zhì)和固體聚合物電解質(zhì)的實(shí)例。在于2008年6月12日提交的國(guó)際專利公開(kāi)號(hào)WO/2008/070059中描述了本文中所描述的電池中使用的異構(gòu)電解質(zhì)組合物。有用的非水性液體電解質(zhì)溶劑的實(shí)例包括但不限于，非水性有機(jī)溶劑，例如N-甲基乙酰胺、乙腈、縮醛、縮酮、酯類、碳酸酯、砜類、亞硫酸酯、環(huán)砜烷、脂族醚、無(wú)環(huán)醚、環(huán)醚、甘醇二甲醚、聚醚、磷酸酯、硅氧烷、二氧戊環(huán)、N-烷基吡咯烷酮、前述取代的形式及其混合物?？梢允褂玫臒o(wú)環(huán)醚的實(shí)例包括但不限于，二乙醚、二丙醚、二丁醚、二甲氧基甲烷、三甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、1,2-二甲氧基丙烷以及1,3-二甲氧基丙烷?？梢允褂玫沫h(huán)醚的實(shí)例包括但不限于，四氫呋喃、四氫吡喃、2-甲基四氫呋喃、1,4-二氧六環(huán)、1,3-二氧戊環(huán)和三烷?？梢允褂玫木勖训膶?shí)例包括但不限于，二乙二醇二甲醚(二甘醇二甲醚)、三乙二醇二甲醚(三甘醇二甲醚)、四乙二醇二甲醚(四甘醇二甲醚)、較高的甘醇二甲醚、乙二醇二乙烯醚、二乙二醇二乙烯醚、三乙二醇二乙烯醚、二丙二醇二甲醚和丁二醇醚?？梢允褂玫捻款惖膶?shí)例包括但不限于，環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和3-環(huán)丁砜。前述的氟化衍生物也可以用作液體電解質(zhì)溶劑。還可以使用本文所述的溶劑的混合物。在一些情況下，水性溶劑可以用作用于鋰電池的電解質(zhì)。水性溶劑可以包含水，其可以包含其他組分例如離子鹽。在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)可以包含例如氫氧化鋰的物質(zhì)，或者提供電解質(zhì)基體的其他物質(zhì)以降低電解質(zhì)中的氫氧根離子的濃度。如在本文中所描述的，在一些實(shí)施方案中，電解質(zhì)可以存在為與保護(hù)結(jié)構(gòu)(例如在與集流器相對(duì)的一側(cè)上)相鄰的聚合物層。在一些實(shí)施方案中，聚合物層可以為凝膠聚合物層。在一些情況下，除了能夠起到用于存儲(chǔ)和傳輸離子的介質(zhì)的作用之外，位于陽(yáng)極與陰極之間的聚合物層還可以起到將陽(yáng)極(例如陽(yáng)極的基電極層)與在施加的力或壓力下任意粗糙陰極隔離的作用，在力或壓力下保持陽(yáng)極的表面平滑，通過(guò)保持在基電極層和平滑的聚合物層之間的多層壓來(lái)使陽(yáng)極的任意多層結(jié)構(gòu)(例如陶瓷聚合物多層)穩(wěn)定。在一些這樣的實(shí)施方案中，聚合物層可以被選擇為順從的(complaint)并具有平滑的表面。包括凝膠的電解質(zhì)層可以具有包括液體和接合劑組分的三維網(wǎng)絡(luò)，其中，液體是被夾帶的且不允許流過(guò)接合劑。當(dāng)向固體網(wǎng)絡(luò)施加液體，液體被夾帶于三維網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時(shí)就可以形成凝膠。在某些情況下，凝膠內(nèi)的三維網(wǎng)絡(luò)可以包括聚合物(例如，交聯(lián)聚合物)內(nèi)夾帶的液體。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠通過(guò)例如，經(jīng)由鄰苯二甲酸二丁酯(DBP測(cè)量凝膠的吸收剛度來(lái)確定凝膠與固體和流體的其他組合物(例如，多孔隔離物和液體溶劑)之間的差異。對(duì)于該測(cè)試，對(duì)接合劑材料的干樣品進(jìn)行稱重。將稱重的樣品浸漬在DBP中30分鐘。通過(guò)吸收紙除去過(guò)量的DBP，將樣品再次稱重。通常，在凝膠的接合劑組分暴露于液體時(shí)，凝膠的重量會(huì)增加，而多孔隔離物的重量不會(huì)顯著增加。在一些實(shí)施方案中，在基本上不存在大于約10微米或大于約1微米的孔下，凝膠的接合劑組分能夠吸收液體。在一些情況下，凝膠的接合劑組分可以是基本上無(wú)孔。在一些實(shí)施方案中，包含聚合物凝膠的電解質(zhì)是通過(guò)使用硬離子導(dǎo)電聚合物和可選地使用于形成凝膠的溶劑中的聚合物的至少一部分溶脹來(lái)形成。在另一種實(shí)施方案中，可以使用硬和軟聚合物的混合物，其中這樣的聚合物中的至少一種或兩種是離子導(dǎo)電的。在另一實(shí)施方案中，電解質(zhì)包括填充有聚合物(例如導(dǎo)電聚合物)的剛性的、非溶脹的支架(例如，如本文中所描述的標(biāo)準(zhǔn)隔離物)。上面提到的實(shí)施方案可以可選地包括顆粒(例如，添加到聚合物的二氧化硅顆粒)。在一些實(shí)施方案中，上面提到的實(shí)施方案可以可選地包括一些交聯(lián)度。如本文所描述的，該聚合物可以在溶劑中溶脹。在一些實(shí)施方案中，聚合物凝膠可以包括聚醚砜。聚醚砜是呈現(xiàn)出SO2基團(tuán)(磺?；?和以其固有的重復(fù)單元形成醚基團(tuán)的一部分的氧原子的聚合物材料。聚醚砜可以是脂肪族、脂環(huán)族或芳族聚醚砜。在某些實(shí)施方案中，可以使用一種或更多種支化聚酰亞胺、聚乙烯醇或者聚乙烯醇(PVOH)和附加(共)聚合物的混合物。在一些實(shí)施方案中，聚合物電解質(zhì)凝膠可以包括基于聚合物的材料(例如，無(wú)孔聚乙烯醇)作為利用對(duì)聚合物具有親和力的溶劑溶脹的非流體材料。例如，對(duì)于PVOH，該溶劑可以包括二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、環(huán)丁砜和/或砜。在某些實(shí)施方案中，聚合物可以溶脹于包括對(duì)聚合物具有親和力的溶劑的溶劑混合物中，也可以溶脹于對(duì)聚合物沒(méi)有親和力的溶劑混合物(即所謂的非溶劑)中，例如，對(duì)于PVOH，1,2二甲氧基乙烷(DME)、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、1,3-二氧戊環(huán)(DOL)、THF、1,4-二氧六環(huán)，環(huán)狀和直鏈醚，酯(如碳酸二甲酯和碳酸亞乙酯)、縮醛和縮酮。用于制備聚合物凝膠的溶劑可以選自本文中描述的溶劑，并且可以包括電解質(zhì)鹽，該電解質(zhì)鹽包括選自本文中所描述的鋰鹽中的鋰鹽。在某些實(shí)施方案中，可以由支化聚酰亞胺和超支化聚酰亞胺制備聚合物電解質(zhì)凝膠。超支化聚酰亞胺是支化聚酰亞胺的子類。其由高度支化的大分子構(gòu)成，其中任意線性子鏈可以在任一方向上產(chǎn)生至少兩個(gè)其它子鏈。在其它實(shí)施方案中，聚合物電解質(zhì)凝膠可以制備材料，如氰乙基纖維素、聚醚醚酮和磺化聚醚醚酮。在一些實(shí)施方案中，聚合物凝膠與合適的交聯(lián)劑交聯(lián)。交聯(lián)劑的實(shí)例可以包括選自具有兩個(gè)或更多個(gè)碳-碳雙鍵的分子(例如，具有兩個(gè)或更多個(gè)乙烯基的分子)中的交聯(lián)劑。特別有用的交聯(lián)劑選自二醇二(甲基)丙烯酸酯，如乙二醇、丙二醇、二甘醇、一縮二丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、三甘醇、四丙二醇、二聚環(huán)戊二烯、1,3-二乙烯基苯和1,4-二乙烯基苯。一些合適的交聯(lián)劑可以包括在分子中的兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，如，例如，雙-雙酚F、雙酚A、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、甘油丙氧基化物三縮水甘油基醚等。交聯(lián)可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：例如，向聚合物添加交聯(lián)劑并且例如，通過(guò)熱固化或光化學(xué)固化(如通過(guò)利用如UV/可見(jiàn)光輻射的輻射、通過(guò)γ-輻射、電子束(e-束)或通過(guò)加熱(熱交聯(lián)))進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。在一些實(shí)施方案中，一種或更多種固體聚合物可以用于形成電解質(zhì)。有用的固體聚合物電解質(zhì)的實(shí)例包括，但不限于：包含選自聚醚、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚酰亞胺、聚磷腈、聚丙烯腈、聚硅氧烷、上述物質(zhì)的衍生物、上述物質(zhì)的共聚物、上述物質(zhì)的交聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及上述物質(zhì)的混合物。液體電解質(zhì)溶劑也可以用作用于凝膠聚合物電解質(zhì)的增塑劑，即，包括形成半固體網(wǎng)絡(luò)的一種或多種聚合物的電解質(zhì)。有用的凝膠聚合物電解質(zhì)的實(shí)例包括但不限于：包括選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚丙烯腈、聚硅氧烷、聚酰亞胺、聚磷腈、聚醚、磺化聚酰亞胺、全氟化膜(NAFION樹(shù)脂)、聚二乙烯基聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一種或更多種聚合物的那些、上述物質(zhì)的衍生物、上述物質(zhì)的共聚物、上述物質(zhì)的交聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及上述物質(zhì)的混合物；以及可選地一種或更多種增塑劑。在一些實(shí)施方案中，凝膠聚合物電解質(zhì)包括按體積計(jì)10％至20％、20％至40％、60％至70％、70％至80％、80％至90％、或90％至95％的異構(gòu)電解質(zhì)。在一組實(shí)施方案中，電解質(zhì)層包括凝膠狀態(tài)的聚合物(例如，聚醚砜)、至少一種有機(jī)溶劑、至少一種鋰鹽、可選的附加的(共)聚合物，和可選地一種或更多種有機(jī)或無(wú)機(jī)填料。除了本領(lǐng)域已知的用于形成電解質(zhì)的電解質(zhì)溶劑、膠凝劑和聚合物之外，電解質(zhì)還可以包括也為本領(lǐng)域中已知的一種或更多種離子的電解質(zhì)鹽以增加離子傳導(dǎo)率。用于本發(fā)明的電解質(zhì)中的離子電解質(zhì)鹽的實(shí)例包括但不限于：LiSCN、LiBr、LiI、LiClO4、LiAsF6、LiSO3CF3、LiSO3CH3、LiBF4、LiB(Ph)4、LiPF6、LiC(SO2CF3)3以及LiN(SO2CF3)2。其他可能有用的電解質(zhì)鹽包括鋰的多硫化物(Li2Sx)和有機(jī)離子多硫化物的鋰鹽(LiSxR)n，其中x為1至20的整數(shù)，n為1至3的整數(shù)，R為有機(jī)基團(tuán)，這些公開(kāi)于Lee等人的美國(guó)專利第5,538,812號(hào)中。在一些實(shí)施方案中，電化學(xué)電池還可以包括介于陰極和陽(yáng)極之間的隔離物。在一些實(shí)施方案中，所述隔離物可以為使陽(yáng)極與陰極彼此隔離或絕緣以防止短路，并且使得離子能夠在陽(yáng)極與陰極之間傳輸?shù)墓腆w非傳導(dǎo)材料或絕緣材料。在一些實(shí)施方案中，多孔隔離物可以透過(guò)電解質(zhì)。隔離物的孔可以部分地或基本地填充有電解質(zhì)。例如，在一些實(shí)施方案中，隔離物包括如本文所描述的多孔聚合物凝膠。隔離物可以提供對(duì)電解質(zhì)層的結(jié)構(gòu)支承，聚合物凝膠可以提供穿過(guò)隔離物的適當(dāng)?shù)碾x子傳導(dǎo)率。在一些實(shí)施方案中，隔離物的孔可以足夠大以不阻礙離子的傳輸，但足夠小以對(duì)電化學(xué)電池提供結(jié)構(gòu)支承(例如，具有特定的屈服強(qiáng)度)。因此，在某些實(shí)施方案中，如本文中所描述的，電解質(zhì)層可以包括固體部分(例如，固體多孔網(wǎng)絡(luò)，如固體電解質(zhì)和/或隔離物)、液體部分和/或凝膠部分。電解質(zhì)層的固體部分的孔的平均尺寸可以為，例如，大于0.01微米、大于0.05微米、大于0.1微米、大于0.5微米、大于1微米、大于2微米、或大于5微米。在一些情況下，電解質(zhì)層的固體部分的孔的平均尺寸可以為，例如、小于5微米、小于3微米、小于2微米、小于1微米、小于0.5微米、小于0.1微米、小于0.05微米或小于0.1微米。其也可以為其他尺寸。也可以為上面提到的范圍的組合。在一些實(shí)施方案中，隔離物的孔隙率可以為例如，至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、或至少90％。在某些實(shí)施方案中，孔隙率小于90％、小于80％、小于70％、小于60％、小于50％、小于40％、或小于30％。也可以為其他尺寸。也可以為上面提到的范圍的組合。隔離物可以被提供為在電池的制造期間與陽(yáng)極和陰極交錯(cuò)的多孔自支持膜?？商娲兀梢詫⒍嗫赘綦x物層直接應(yīng)用到電極之一的表面上，例如Carlson等人的PCT公開(kāi)第WO99/33125號(hào)和Bagley等人的美國(guó)專利第5,194,341號(hào)所描述的。各種隔離物材料是本領(lǐng)域已知的。合適的固體多孔隔離物材料的實(shí)例包括，但不限于：聚烯烴(例如，聚乙烯(例如TonenChemicalCorp制造的SETELATM)和聚丙烯)、玻璃纖維濾紙及陶瓷材料。例如，在一些實(shí)施方案中，隔離物包括微孔聚乙烯膜。適用于本發(fā)明的隔離物和隔離物材料的其他實(shí)例為包含微孔干凝膠層(例如，微孔的假勃姆石層)的那些，其可以提供作為自支持膜或者通過(guò)在電極之一上的直接涂覆施加而提供，如在共同受讓人Carlson等人的美國(guó)專利第6153337號(hào)和第6306545號(hào)所描述的。除了電解質(zhì)功能之外，固體電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)也可以起到隔離物的作用。在一些實(shí)施方案中，隔離物可以包括合成的或非合成的有機(jī)聚合物材料，并且可以選自聚合物/陶瓷材料的混合系統(tǒng)(如涂覆有陶瓷材料的聚合物非織造材料)。用于隔離物的合適材料是聚烯烴(如，聚乙烯或聚丙烯)和氟化(共)聚合物。在某些情況下，隔離物可以包括微孔膜。在一些實(shí)施方案中，本文中所描述的電化學(xué)電池在電化學(xué)電池的若干循環(huán)結(jié)束時(shí)具有相對(duì)高的絕對(duì)放電容量。例如，在第30次、第50次、第70次或第100次循環(huán)結(jié)束時(shí)電化學(xué)電池的絕對(duì)放電容量可以為例如，至少800mAh/g的硫(例如，存在于陰極中的硫)、至少1000mAh/g的硫、至少1200mAh/g的硫、至少1400mAh/克的硫、至少1600mAh/g的硫、或至少1800mAh/g的硫。這樣的放電容量可以存在于包括具有以下厚度的電活性材料層的電化學(xué)電池中，例如，小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、或小于或等于10微米。在其他實(shí)施方案中，本文中描述的電化學(xué)電池的能量密度為至少100Wh/Kg、至少150Wh/Kg、至少200Wh/Kg、至少250Wh/Kg、至少300Wh/Kg、至少350Wh/Kg、或至少400Wh/Kg。盡管本文中已經(jīng)描述和圖示了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易預(yù)見(jiàn)用于執(zhí)行本文中描述的功能和/或獲得本文中描述的結(jié)構(gòu)和/或本文中描述的一個(gè)或者多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的各種其它手段和/或結(jié)構(gòu)，每個(gè)這樣的變化和/或修改都視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。更一般而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到本文中所描述的所有參數(shù)、尺度、材料和構(gòu)造旨在于舉例說(shuō)明，并且實(shí)際參數(shù)、尺度、材料和/或構(gòu)造將取決于對(duì)本發(fā)明的教導(dǎo)進(jìn)行運(yùn)用的一個(gè)或者多個(gè)具體應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)或者能夠確定僅使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)即可獲得與本文中描述的本發(fā)明具體實(shí)施方案等效的具體實(shí)施方案。因此應(yīng)該理解，僅通過(guò)舉例的方式示出前述實(shí)施方案，并且在所附權(quán)利要求及其等效的范圍內(nèi)可以用具體描述和要求保護(hù)的方式之外的方式實(shí)施本發(fā)明。本發(fā)明涉及本文中描述的各單獨(dú)特征、系統(tǒng)、制品、材料、工具包和/或方法。此外，兩種或者更多這樣的特征、系統(tǒng)、制品、材料、工具包和/或方法如果并非互不一致，則它們的組合包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。除非有明確的相反指示，不定冠詞“一個(gè)/一種”如在說(shuō)明書(shū)中和在權(quán)利要求書(shū)中使用的那樣應(yīng)當(dāng)理解為意指“至少一個(gè)/一種”。措詞“和/或”如在說(shuō)明書(shū)中和在權(quán)利要求書(shū)中使用的那樣應(yīng)當(dāng)理解為意指這樣聯(lián)合的元素中的“任一個(gè)或者兩個(gè)”，即在一些情況下共同存在而在其它情況下分開(kāi)存在的元素。除非有相反指明，除了由措詞“和/或”具體標(biāo)識(shí)的元素之外的其它元素?zé)o論與具體標(biāo)識(shí)的那些元素相關(guān)還是無(wú)關(guān)都可以可選地存在。因此，作為非限制性的例子，“A和/或B”這個(gè)引用在與開(kāi)放式語(yǔ)言如“包括”結(jié)合使用時(shí)，可以在一個(gè)實(shí)施方案中指代A不存在B(可選地包括除B之外的元素)，在另一實(shí)施方案中指代B不存在A(可選地包括除A之外的元素)，在又一實(shí)施方案中指代A和B(可選地包括其它元素)等等。如在說(shuō)明書(shū)中和在權(quán)利要求書(shū)中使用的那樣，“或者”應(yīng)當(dāng)理解為具有與上文定義“和/或”相同的含義。例如，當(dāng)分離列表中的項(xiàng)目時(shí)，“或者”或者“和/或”應(yīng)當(dāng)理解理解為包括，即包括多個(gè)元素或者元素列表中的至少一個(gè)和多個(gè)元素，并且可選地包括附加的未列舉元素。只有比如“……中的僅一個(gè)”或者“……中的恰好一個(gè)”或者在使用于權(quán)利要求書(shū)中時(shí)“由……構(gòu)成”這樣的有相反指明的用語(yǔ)將指代包括多個(gè)元素或者元素列表中的恰好一個(gè)元素。一般而言，如這里使用的用語(yǔ)“或者”在前文有排他性的用語(yǔ)如“任一個(gè)”、“……之一”、“……中的僅一個(gè)”或者“……中的恰好一個(gè)”時(shí)應(yīng)當(dāng)僅解釋為表示排他性的選擇(即“一個(gè)或者另一個(gè)但不是二者”)?！盎旧嫌伞瓨?gòu)成”在使用于權(quán)利要求書(shū)中時(shí)應(yīng)當(dāng)具有如它在專利法領(lǐng)域中使用的普通含義。如在說(shuō)明書(shū)中和在權(quán)利要求書(shū)中使用的那樣，短語(yǔ)“至少一個(gè)”在提及一個(gè)或者多個(gè)元素的列表時(shí)應(yīng)當(dāng)理解為意味著從元素列表中的任何一個(gè)或者多個(gè)元素中選擇的至少一個(gè)元素，但是并非必然地包括在元素列表中具體列舉的所有每個(gè)元素中的至少一個(gè)元素，也不排除元素列表中的元素的任何組合。這個(gè)定義也允許除了在短語(yǔ)“至少一個(gè)”所提及的元素列表內(nèi)具體標(biāo)識(shí)的元素之外的元素，無(wú)論與具體標(biāo)識(shí)的那些元素相關(guān)還是無(wú)關(guān)，都可以可選地存在。因此，作為非限制性的例子，“A和B中的至少一個(gè)”(或者等效地“A或B中的至少一個(gè)”或者等效地“A和/或B中的至少一個(gè)”)可以在一個(gè)實(shí)施方案中指代至少一個(gè)可選地包括多個(gè)A而不包括B(并且可選地包括除B之外的元素)，在另一實(shí)施方案中指代至少一個(gè)可選地包括多個(gè)B而不包括A(并且可選地包括除A之外的元素)，在又一實(shí)施方案中指代至少一個(gè)可選地包括多個(gè)A以及至少一個(gè)可選地包括多個(gè)B(并且可選地包括其它元素)等等。在權(quán)利要求書(shū)中以及在以上說(shuō)明書(shū)中，諸如“包括”、“攜帶”、“具有”、“包含”、“涉及到”、“保持”等所有過(guò)渡短語(yǔ)將理解為開(kāi)放式，即意指包括但不限于。只有過(guò)渡短語(yǔ)“由……組成”和“基本上由……組成”才應(yīng)當(dāng)分別是封閉式或者半封閉式過(guò)渡短語(yǔ)，如在UnitedStatesPatentOfficeManualofPatentExaminingProcedures(美國(guó)專利局專利審查程序指南)第2111.03節(jié)中闡明的那樣。