變不多于25%、不多于10%、不多于 5%、或不多于1%。在該上下文中，"其它相同條件"是指除了力的應用和/或量級的相同 的條件。例如，其它相同條件是指多孔支撐結構（或電極和/或包含多孔支撐結構的電化 學電池）為相同的，但是沒有被構造為W便可感知的力被施加到多孔支撐結構（或電極和 /或包含多孔支撐結構的電化學電池）。在特定實施例中，壓縮力可W包含各向異性力，諸 如具有垂直于電極的活性表面的分量的各向異性力，如在下文更詳細描述。
[0050] 各種材料可W被用于形成用于此處描述的多孔支撐結構的顆粒。在特定實施例 中，用于形成多孔支撐結構的顆粒包含導電材料，該導電材料的使用可W提高電子被傳輸 出使用多孔支撐結構形成的電極的程度。可W被用于形成在此處描述的多孔支撐結構內的 顆粒的全部或部分的示例性導電材料，包括，但不限于：碳、金屬（如儀、銅、儀、侶、鐵、筑、 鐵、合金和/或運些的其它組合）、導電聚合物（聚（3,4-亞乙基二氧嚷吩）（P邸OT)、聚（亞 甲基二氧嚷吩）（PMDOT)、其它嚷吩、聚苯胺（PANI)、聚化咯（PPy))等等。在一些實施例中， 在多孔支撐結構（例如，形成多孔支撐結構的全部或部分）內的金屬或金屬合金可W具有 小于大約9g/cm3或小于大約4. 5g/cm3的密度。例如，多孔支撐結構的全部或部分可W被從 鐵形成，該鐵具有大約4. 5g/cm3的體密度。
[0051] 在特定實施例中，電氣導電多孔支撐結構包含具有在20°C處小于大約10 3〇hm-m、 小于大約104Ohm-Hi或小于大約105〇hm-m的體電阻率的材料。例如，在一些實施例中，多孔 支撐結構的全部或部分可W由石墨和/或儀形成，該石墨具有在20°C處大約2. 5X10 6與大 約5X10 6〇hm-m之間的體電阻率，該儀具有在20°C處大約7X10s〇hm-m的體電阻率。在特 定實施例中，至少大約50wt%、至少大約75wt%、至少大約90wt%、至少大約95wt%或至少 大約99wt%的多孔支撐結構由具有在20°C處的小于大約10 3〇hm-m或小于大約10 6〇hm-m 的體電阻率的材料構成。
[0052] 在一些實施例中，用于形成多孔支撐結構的顆?？蒞包含電氣非導電材料，諸如 非導電聚合物、陶瓷、玻璃、織物或任何其它適合的非導電材料。電氣非導電材料可W為，在 特定實施例中，與導電材料混合或至少部分涂敷有導電材料W給出電導率的預期等級。用 于在形成用于多孔支撐結構的顆粒中使用的適合的非導電聚合物包括，但不限于：聚乙締 醇（PVA)、酪醒樹脂（酪醒/間苯二酪）、聚苯乙締橫酸裡化iPSS)、環(huán)氧樹脂、UHMWPE、PTFE、 PVDF、PTFE/乙締共聚物、上述和其它的共聚物/塊共聚物。在一些實施例中，兩種聚合物 可W被使用，因為它們的獨特功能（例如，PVA因為粘附，而LiPSS因為剛性，或間苯二酪因 為剛性而彈性體因為靈活性或初性）。
[0053] 用于在多孔支撐結構的顆粒中使用的適合的陶瓷包括，但不限于：氧化物、氮化 物、和/或侶、娃、鋒、錫、饑、錯、儀、銅及其合金的氧氮化物。在一些情況下，顆?？蒞包括 任何的氧化物、氮化物、和/或滲雜W給出諸如電導率的預期特性的上文氧氮化物；運樣滲 雜的材料的特定實例包括具有銅滲雜的錫氧化物和具有侶滲雜的鋒氧化物。在一些實施例 中，用于形成多孔支撐結構的顆粒的材料可W包含玻璃（例如，石英、無定形二氧化娃、硫 屬化合物和/或其他導電玻璃）。在一些情況下，多孔支撐結構可W包括任何上文材料的氣 凝膠和/或干凝膠。在一些情況下，多孔支撐結構可W包括玻璃體陶瓷。
[0054] 可W使用各種方法形成此處描述的多孔支撐結構的顆粒。在一些實施例中，可W WW下方式形成用于在多孔支撐結構中使用的顆粒：結合第一材料與第二材料，從組合去 除第一材料的至少一部分，并且散開第二材料的剩余部分。在一些情況下，當從組合去除第 一材料的至少部分時，可W基本上維持第二材料的結構。
[0055] 圖5為概括可W制造支撐結構顆粒的一種流程的示意圖。在圖5中，可W將多個 模板元件510組裝到模板中。材料520,包括將要制造支撐結構顆粒的材料（例如，金屬、 陶瓷、玻璃、聚合物等，其可W被烙融）或支撐結構材料的前體（例如，其通過例如反應（例 如，聚合、沉淀等）被轉換W形成多孔支撐結構的材料），可W被與模板元件510混合。在特 定實施例中，可W設置模板元件，W便其形成互相連接的網絡，并且可W將材料520傳輸到 網絡的間隙。在模板元件510已經被設置在支撐結構材料520內之后，可W將它們從支撐 結構材料去除W留下孔。在特定實施例中，模板元件510包括凸外部表面，并且，因此，當將 模板元件去除時，剩余的材料520可W包括對應于模板元件的凸外部表面的凹外部表面部 分。
[0056] 在特定實施例中，可W將支撐結構材料520添加為液體，并且在去除模板元件之 前和/或在模板元件的去除期間被硬化。如此處所使用，術語"硬化"被用于指的是基本上 增加材料的粘性的過程，并且沒有必要限于固化材料（盡管在實施例的一個集合中，多孔 支撐結構材料被通過將其變換成固體而硬化）?？蒞硬化材料，例如，通過膠凝液體相。在 一些實例中，使用聚合反應（例如，IR-或UV-誘導的聚合反應）可W硬化材料。在一些情 況下，可W被硬化的材料可W經受相變化（例如，降低材料的溫度在其凝固點W下或在其 玻璃化轉變溫度W下）。通過從溶液去除溶劑，例如，通過溶劑相的蒸發(fā)，也可W硬化材料， 從而留下固相的材料。
[0057] 在一些實施例中，可W在模板元件之間添加支撐結構材料的前體，并且其被反應 W形成最終顆粒材料。在實施例的一個特定集合中，可W在模板元件之間添加有機材料，其 基本上被氧化和/或被熱解W在模板元件之間形成固體含碳材料（例如，碳黑）。
[0058] 模板元件可W為任何適合的相。在一些情況下，模板元件可W為固體顆粒。例如， 模板元件可包含二氧化娃顆粒，其可W被使用例如氨氣酸溶解出多孔結構。如另一實例，模 板元件可包含碳酸氨錠，其可W被在水中溶解去除。在一些實施例中，模板元件可W包含流 體（例如，液體和/或氣體）泡。
[0059] 模板元件也可W為任何適合的形狀（規(guī)則或不規(guī)則）。如在上文標注的，在特定 實施例中，模板元件可W包括一個或多個凸外部表面部分，其可W被用于產生在模板元件 之間產生的顆粒的相應的凹表面部分。運樣的模板元件的實例包括，但不限于：球體、圓柱 體、楠圓體、不規(guī)則形狀和/或運些的混合和/或其它形狀。
[0060] 每個模板元件也可W為任何適合的尺寸的形成。在一些實施例中，模板元件的尺 寸和/或形狀可W被選擇W產生具有預期尺寸和/或相對它們的凸殼的縮進的表面特征的 顆粒。W運種方式，組裝的多孔支撐結構和/或電極的孔尺寸和空隙體積可W被通過控制 模板元件的尺寸、形狀W及設置而控制（并且，因此，顆粒包括凹外部表面）。
[0061] 在實施例的一個集合中，可W通過W下方式制造多孔支撐結構顆粒：通過生產單 片的、無機的、多孔基體材料（例如，包括二氧化娃）；使用碳或碳前體滲透基體材料的孔； 可選地熱解碳或碳前體材料；W及溶解基體材料W留下模板化的碳基材料。例如，當使用二 氧化娃時，可W使用氨氣酸溶解二氧化娃?？蒞將模板化的碳基材料基本上散開W形成包 括相對它們的凸殼的凹陷的顆粒。
[0062] 3D打印為另一種方法，可W將其用于產生此處描述的多孔支撐結構顆粒。對于本 領域中的那些普通技術人員來說，3D打印為已知的，并且指的是一種工藝，通過該工藝，通 過成形連續(xù)層產生=維物體，連續(xù)層在彼此的頂部上粘合W形成最終物體?？蒞將各種材 料用于3D打印，該各種材料包括金屬、聚合物、陶瓷W及其它。
[0063] 在一些實施例中，用于形成多孔支撐結構的顆粒可W具有在指定范圍內的最大橫 截面尺寸。例如，在一些情況下，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構內的顆粒的總體積可W被顆粒 構成，該顆粒具有在大約0. 1微米與大約10微米之間、在大約1微米與大約10微米之間、 或者在大約1微米與大約3微米之間的最大橫截面尺寸。在一些實施例中，用于形成多孔 支撐結構的顆粒可W具有在大約0. 1微米與大約10微米之間、在大約1微米與大約10微 米之間、或者在大約1微米與大約3微米之間的平均最大橫截面尺寸。
[0064] 在特定實施例中，此處描述的多孔支撐結構具有相對高的總孔隙度百分比。例如， 在一些實施例中，多孔支撐結構具有至少大約50 %、至少大約75 %、或至少大約90 %的總 孔隙度百分比。 陽〇化]一旦已經產生包括相對它們的凸殼的凹陷的顆粒，將它們組裝W形成多孔支撐結 構。在特定實施例中，將在多孔支撐結構內的顆粒的至少一部分通過結合劑粘合到另一顆 粒。在一些實施例中，將在多孔支撐結構內的顆粒的至少一部分融合到另一顆粒。在包括 結合的或燒結的顆粒的實施例中，當確定表面特性（例如，通過幾何顆粒體積占的凸殼的 百分比）、最大橫截面尺寸等等時，應該認為顆粒為分離的?？蒞將運樣的測量通過W下方 式進行，在每個組裝的顆粒之間建立假想的界線，并且測量由于建立運樣的界限的假想的、 單個化的顆粒的性能。表面特性的分布、最大橫截面尺寸等等可被通過在本領域中的普通 技術人員使用SEM分析而確定。如在下文更詳細描述，可W將多孔支撐結構的孔的至少部 分地填充有電極活性材料，W形成功能性電極。在本領域中的普通技術人員應該理解，將附 加的成分（例如，集電體等等）并入電極作為功能性電化學電池的部分。
[0066] 可W選擇在給定的多孔支撐結構內和/或在組裝的電極內的孔的橫截面直徑的 分布W提高電化學電池的性能。如此處所使用，孔的"橫截面直徑"指的是如使用ASTM標 準測試D4284-07測量的橫截面直徑，其通過引用其整體內容并入到此處。多個孔的"平均 橫截面直徑"指的是多個孔的每個的橫截面直徑的平均數。本領域中的普通技術人員將能 夠使用如在ASTM標準測試D4284-07中描述的壓隸儀法，計算在多孔結構（例如，小規(guī)模的 多孔支撐結構、大規(guī)模的多孔支撐結構W及從多孔支撐結構的組合組裝的電極）內的孔的 橫截面直徑和平均橫截面直徑的分布。例如，可W將在ASTM標準測試D4284-07中描述的 方法用于產生如累積侵入（intruded)孔體積作為孔直徑的函數繪制的孔尺寸的分布。為 了計算由在孔直徑的給定范圍內的孔構成的樣品內的總孔體積的百分比，應該：（1)計算 曲線下的面積，曲線跨在X-軸之上的給定范圍，（2)通過在步驟（1)中計算的區(qū)域除W在 曲線下的總面積，W及（3)乘W100%。可選地，在運樣的情況下，物品包括在可W被使用 ASTM標準測試D4284-07精確測量的孔尺寸的范圍之外的孔尺寸，孔隙度測量法測量值被 使用化口11日1161-61111]161：1：-161161'度61')表面分析補充，如所描述的，例如，在5.化11]1日1161',口. 比Emmett和E.Teller,J.Am.Chem.S°C.，1938, 60, 309中，通過引用其整體內容并入到此 處。
[0067] 在特定實施例中，可W將多孔支撐結構和/或組裝的電極配置為包含具有橫截面 直徑的孔，該橫截面直徑大于亞納米級和單納米級孔，其可W被使用電化學電池反應副產 品相對簡單地阻塞和/或可W是太小W允許到電極的孔的電解質（例如，液體電解質）的 通道，由于例如毛細力。此外，在一些情況下，在多孔支撐結構內和/或在組裝的電極內的 孔具有橫截面直徑，該橫截面直徑小于毫米級孔，該毫米級孔如此大使得電極機械地不穩(wěn) 定。
[0068] 在一些實施例中，描述了多孔結構的總孔體積