具有至少一個(gè)凹陷的顆粒構(gòu)成，從而，對(duì)于每個(gè)運(yùn) 樣的顆粒，幾何顆粒體積小于大約75 %的顆粒的凸殼體積。在一些運(yùn)樣的實(shí)施例中，電極活 性材料基本上被包含在多孔支撐結(jié)構(gòu)的孔內(nèi)。
[0031] 在特定實(shí)施例中，相對(duì)凸殼的凹陷（如在下文更詳細(xì)描述的，凹陷可W被通過將 幾何顆粒體積除W顆粒的凸殼體積而量化）可W被通過一個(gè)或多個(gè)外部表面部分（即，外 部表面區(qū)域的不同的部分）形成。例如，在一些實(shí)施例中，凹陷的至少一部分可W被通過顆 粒的一個(gè)或多個(gè)凹外部表面部分形成。凹陷也可W被通過從顆粒的中屯、體向外延伸的凸和 /或凹表面部分形成。
[0032] 圖IA為根據(jù)一套實(shí)施例的適合用于形成多孔支撐結(jié)構(gòu)和電極的顆粒100的示例 性透視示意圖。在圖IA中，顆粒100包含部分110,其相對(duì)顆粒的凸殼（在圖IB中示出的） 被縮進(jìn)。在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠通過檢查顆粒或顆粒的放大圖像（例如，微觀或 更小顆粒的掃描電子顯微（SEM)照片）確定給定的顆粒是否包含一個(gè)或多個(gè)部分，該一個(gè) 或多個(gè)部分相對(duì)顆粒的凸殼被縮進(jìn)。
[0033] 再參照在圖IA中示出的實(shí)施例的集合，顆粒100也包括在每六個(gè)臂114的尖端處 的六價(jià)點(diǎn)112。因此，在圖IA中的顆粒100為"六-價(jià)"顆粒并且具有六價(jià)性。在圖IA的 顆粒100中的每個(gè)價(jià)點(diǎn)112也恰好是超價(jià)點(diǎn)。因此，在圖IA中的顆粒100為"六-超價(jià)"顆 粒并且具有六超價(jià)性。適合于在此處描述的電極中使用的顆?？蒞具有任何適合的價(jià)性和 /或超價(jià)性（例如，3或更多、4或更多、5或更多、6或更多、或者10或更多的價(jià)性和/或超 價(jià)性（并且，在特定實(shí)例中，100或更少的價(jià)性和/或超價(jià)性））。適合于在此處描述的電極 中使用的顆?？蒞具有任何適合數(shù)量的臂（例如，3或更多、4或更多、5或更多、6或更多、 或者10或更多（并且，在特定實(shí)例中，100或更少））。圖IA的顆粒100包括相同數(shù)量的價(jià) 性和超價(jià)性點(diǎn)。在其它情況下，用于制造此處描述的多孔支撐結(jié)構(gòu)的顆粒具有比超價(jià)點(diǎn)更 多的價(jià)性點(diǎn)。例如，在圖3中，顆粒IOOC包括四個(gè)超價(jià)性點(diǎn)320和包括價(jià)點(diǎn)322的屯個(gè)總 價(jià)點(diǎn)。
[0034] 在圖IA中示出的顆粒的凸殼對(duì)應(yīng)于8-面多面體。在特定實(shí)施例中，在電極內(nèi)的 顆粒的凸殼可W包含具有數(shù)目n的面的多面體，其中n在3與20之間或者在3與10之間。
[0035] 在特定實(shí)施例中，在此處描述的電極內(nèi)的顆?？蒞具有單一表面部分，其相對(duì)顆 粒的凸殼被縮進(jìn)。例如，顆?？蒞為半月形狀。圖2為具有單一縮進(jìn)表面部分110的顆粒 100的示例性透視圖。圖2C為在圖2A中示出的顆粒的橫截面示意圖。圖2D為可W被用在 此處描述的電極中的顆粒的另一類型的橫截面示意圖。在圖2D中，顆粒的邊緣滿足限定線 (如在橫截面圖中的點(diǎn)）而不是如在圖2C中的平坦表面。
[0036] 在一些實(shí)施例中，在多孔支撐結(jié)構(gòu)和/或電極內(nèi)的顆粒的至少一部分基本上為球 形帽的形狀。"球形帽"對(duì)應(yīng)于球體的區(qū)域，其位于相交球體的平面的一個(gè)面上（例如，之上 或之下）。例如，在圖2A中的顆粒100對(duì)應(yīng)于限定50%的球體的球形帽，是當(dāng)平面穿過球 體的質(zhì)量中屯、時(shí)所導(dǎo)致的。在其它實(shí)施例中，顆?？蒞基本上為球形帽的形狀，該球形帽限 定多于10%、多于20%或者多于30%的球體（并且，在一些情況下，少于60%的球體）。
[0037] 給出本公開內(nèi)容，在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠選擇包括適合于在此處描述的 電極中使用的凹外部表面部分的其它類型的顆粒。
[003引當(dāng)諸如在圖1A-2D中示出的那些多個(gè)顆粒被集合在一起W形成組裝時(shí)，相對(duì)凸殼 的凹陷可W形成"負(fù)空間"，其可W將空隙體積引到組裝。例如，圖3為包括相對(duì)形成多孔支 撐結(jié)構(gòu)310的它們的凸殼的凹陷的顆粒100的組裝300的示意圖。多孔支撐結(jié)構(gòu)310包含 在顆粒100之間形成的孔314。在特定實(shí)施例中，多孔支撐結(jié)構(gòu)310包含電極的部分。在一 些實(shí)施例中，電極活性材料可W至少部分被包含在多孔支撐結(jié)構(gòu)310的孔314內(nèi)，如此處的 其它處更詳細(xì)的描述。諸如在圖3中示出的一個(gè)的組裝可W被形成，例如，通過懸置在液體 (例如，水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇、下醇、四氨巧喃、二甲氧基乙燒、丙酬、甲苯、二甲苯、乙 臘、環(huán)己燒等等）內(nèi)的顆粒和鑄造懸浮液W形成懸浮液材料的層。在鑄造懸浮液之后，流體 成分可W被去除，留下固體、多孔支撐結(jié)構(gòu)?？蛇x地，構(gòu)成多孔支撐結(jié)構(gòu)的顆粒可W被經(jīng)受 壓縮力（在液體懸浮液成分的去除之前和/或之后）W確保在多孔支撐結(jié)構(gòu)已經(jīng)被硬化 后，在顆粒之間的良好的接觸。可選地，電極活性材料可W被包括在用于形成多孔支撐結(jié)構(gòu) 的懸浮液中，導(dǎo)致構(gòu)成多孔支撐結(jié)構(gòu)和電極活性材料的顆粒的同時(shí)沉積。在其它實(shí)施例中， 在多孔支撐結(jié)構(gòu)已經(jīng)被形成之后，電極活性材料可W被添加到多孔支撐結(jié)構(gòu)。
[0039] 在一些實(shí)施例中，在多孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的顆粒的價(jià)點(diǎn)可W接觸其它顆粒的外部表面 部分，該外表面部分相對(duì)它們的顆粒的凸殼（或在價(jià)點(diǎn)與縮進(jìn)的外部表面部分之間的結(jié)合 劑）被縮進(jìn)W抑制或阻止組裝的完全致密化，從而在最終結(jié)構(gòu)內(nèi)提供孔隙度和空隙體積。 例如，在圖3中，顆粒IOOA的價(jià)點(diǎn)316A直接與顆粒IOOB的縮進(jìn)的外部表面部分IlOA接觸， 從而在顆粒IOOA與IOOB之間限定孔314A。
[0040] 在特定實(shí)施例中，價(jià)點(diǎn)的定位與縮進(jìn)的表面部分彼此靠近（或接觸）可W至少在 一定程度上引起顆粒的凸殼的重疊。例如，在圖3中，顆粒IOOA與IOOB的凸殼重疊。在特 定實(shí)施例中，在多孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的顆粒的凸殼的重疊可W被預(yù)期的，因?yàn)槠淇蒞將附加空 隙體積引到多孔支撐結(jié)構(gòu)中。在特定實(shí)施例中，至少大約5%、至少大約10%或者至少大約 20%的在多孔支撐結(jié)構(gòu)和/或電極內(nèi)的所有顆粒的所有凸殼體積的總和與另一顆粒的凸 殼體積重疊。
[0041] 凸殼體積的重疊可W導(dǎo)致運(yùn)樣的電極或多孔支撐結(jié)構(gòu)，其中，在電極或多孔支撐 結(jié)構(gòu)中內(nèi)的所有凸殼體積的總和超過幾何電極體積和/或幾何多孔支撐結(jié)構(gòu)體積。在特定 實(shí)施例中，在電極和/或多孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的顆粒的所有凸殼體積的總和超過幾何電極體積 和/或電極或多孔支撐的幾何多孔支撐結(jié)構(gòu)達(dá)至少大約5%、至少大約10%、至少大約25% 或者至少大約50%。在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠通過確定在物品內(nèi)的每個(gè)顆粒的凸殼 體積并合計(jì)各體積而確定在物品內(nèi)的所有凸殼體積的總和。
[0042] 在特定實(shí)施例中，顆粒100可W為多孔的，其可W在多孔支撐結(jié)構(gòu)310內(nèi)引入附加 的空隙體積。
[0043] 具有相對(duì)它們的凸殼（例如，而不是占相對(duì)大量的它們的凸殼體積的幾何顆粒體 積，例如球體）的相對(duì)大的縮進(jìn)的顆粒的使用可W在特定實(shí)施例中是有利的。例如，具有相 對(duì)大縮進(jìn)的顆粒通常能夠限定給定的空隙體積，同時(shí)占相對(duì)小的幾何顆粒體積（相對(duì)諸如 球體的顆粒或其它顆粒，該其它顆粒的幾何顆粒體積占相對(duì)大量的它們的凸殼體積）。運(yùn)可 W允許降低質(zhì)量的數(shù)量和/或通過在多孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的顆粒限定的幾何顆粒體積，可W 導(dǎo)致在采用多孔支撐結(jié)構(gòu)的電化學(xué)電池中的增加的能量密度和/或比能量。 W44] 圖4A-4B為示出此原則的示意性截面圖。在圖4A中，包括縮進(jìn)的表面部分的顆粒 100已經(jīng)被組裝W限定孔414A。在圖4B中，基本上球形顆粒400已經(jīng)被組裝W形成孔414B。 當(dāng)孔414A和414B的尺寸基本上相同時(shí)，通過在圖4A中的顆粒100限定的幾何顆粒體積基 本上小于通過在圖4B中的球形顆粒400限定的幾何顆粒體積。
[0045] 在特定實(shí)施例中，在多孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的相對(duì)高百分比的顆粒被形成，從而，對(duì)于每 個(gè)顆粒，幾何顆粒體積占相對(duì)小量的顆粒的凸殼體積。例如，在特定實(shí)施例中，至少大約 50%、至少大約75%、至少大約90%、至少大約95%或者至少大約99%，或者基本上全部 的在多孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的總幾何顆粒體積由被成形的顆粒構(gòu)成，從而，對(duì)于每個(gè)顆粒，幾何顆 粒體積小于大約75%、小于大約60%、小于大約50%、小于大約40%、小于大約30%、小于 大約20%、小于大約10%、小于大約5%或者小于大約1% (并且，在一些實(shí)施例中，僅僅 0.05%)的顆粒的凸殼體積。也就是說，在一些實(shí)施例中，具有小于大約75% (或小于大約 60%、小于大約50%等）的它們的凸殼體積的幾何顆粒體積的顆粒可W占至少大約50%、 至少大約75 %、至少大約90 %、至少大約95 %，或者至少大約99 %，或者基本上全部的在多 孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的總幾何顆粒體積。
[0046] 在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠通過檢查顆粒的或顆粒的放大圖像（例如，微觀 或更小顆粒的掃描電子顯微（SEM)照片），確定給定顆粒的幾何顆粒體積是否小于顆粒的 凸殼體積的給定百分比。簡略地，運(yùn)樣的工序設(shè)及確定顆粒的凸殼體積，其通過檢查顆粒的 一個(gè)或多個(gè)圖像，在顆粒的圖像上繪畫顆粒的凸殼，確定凸殼的尺寸（如果一個(gè)或多個(gè)沈M 圖像被檢查，在沈M圖像上使用比例尺W輔助尺寸確定），W及使用對(duì)于本領(lǐng)域中的普通技 術(shù)人員來說已知的幾何方程（根據(jù)顆粒的形狀采用特定方程）計(jì)算凸殼的體積。然后，通 過確定顆粒的尺寸（如果一個(gè)或多個(gè)沈M圖像被檢查，在沈M圖像上使用比例尺W輔助尺 寸確定）并且使用本領(lǐng)域中的那些普通技術(shù)人員已知的幾何方程（再次，根據(jù)顆粒的形狀 采用特定方程）計(jì)算幾何顆粒體積將確定幾何顆粒體積。一旦對(duì)于給定顆粒，凸殼體積和 幾何顆粒體積已經(jīng)被確定，通過特定顆粒的幾何顆粒體積占的特定顆粒的凸殼體積的百分 比可W通過幾何顆粒體積除W凸殼體積并乘W100 %而確定。
[0047] 作為一個(gè)實(shí)例，在圖1A-1B中示出的實(shí)施例的集合中，顆粒100具有在圖IA中示 出的幾何顆粒體積和在圖IB中示出的凸殼體積。在圖1A-1B中，顆粒100被成形，W便幾 何顆粒體積（如在圖IA中示出的）小于50%的凸殼體積（如在圖IB中示出的）。作為另 一實(shí)例，在圖2A-2B中示出的實(shí)施例的集合中，顆粒100具有在圖2A中示出的幾何顆粒體 積和在圖2B中示出的凸殼體積。在圖2A-2B中，顆粒100被成形，W便幾何顆粒體積（如 在圖2A中示出的）小于50%的凸殼體積（如在圖2B中示出的）。
[0048] 在特定實(shí)施例中，當(dāng)壓縮力被施加到多孔支撐結(jié)構(gòu)（和/或包括多孔支撐結(jié)構(gòu)的 電極和/或包括包含多孔支撐結(jié)構(gòu)的電極的電化學(xué)電池）時(shí)，多孔支撐結(jié)構(gòu)的空隙體積可 W被維持或僅在有限的程度被改變。在一些實(shí)施例中，即使在多孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的顆粒被相 對(duì)彼此移動(dòng)，在多孔支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的空隙體積可W被維持，或其可W僅在有限的程度被改變 (例如，增加或減少）。例如，回顧圖3,如果顆粒IOOA相對(duì)顆粒IOOB被逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，價(jià)點(diǎn) 316A可W接觸縮進(jìn)的表面部分110A，W便孔314A至少在某種程度上依然在多孔支撐結(jié)構(gòu) 內(nèi)。在特定實(shí)施例中，在價(jià)點(diǎn)與縮進(jìn)的表面部分之間的相互作用可W確保多孔支撐結(jié)構(gòu)的 空隙體積被維持或僅在有限的程度被改變。 W例在特定實(shí)施例中，多孔支撐結(jié)構(gòu)可W被配置，W便，當(dāng)限定了至少大約20牛頓/cm2、至少大約45牛頓/cm2、至少大約70牛頓/cm2、或至少大約95牛頓/cm2的壓力的壓縮 力被施加到多孔控制結(jié)構(gòu)（例如，施加到電極和/或包含多孔支撐結(jié)構(gòu)的電化學(xué)電池）時(shí)， 相對(duì)在力被施加之前但是經(jīng)歷其它相同條件的空隙體積，多孔支撐結(jié)構(gòu)的空隙體積改變不 多于25%、不多于10%、不多于5%、或不多于1%。在特定實(shí)施例中，多孔支撐結(jié)構(gòu)可W 被配置，W便，當(dāng)限定了從大約20牛頓/cm2到大約200牛頓/cm2、從大約45牛頓/cm2到大 約200牛頓/cm2、從大約70牛頓/cm2到大約200牛頓/cm2,或從大約95牛頓/cm2到大約 200牛頓/cm2的壓力的壓縮力被施加到多孔支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，相對(duì)在力被施加之前但是經(jīng)歷其 它相同條件的空隙體積，多孔支撐結(jié)構(gòu)的空隙體積改