阅读说明：本技术 可变形蓄能器 (Deformable energy accumulator ) 是由 蒂里·杰尼齐安 罗杰·德拉特 于 2018-02-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可变形蓄能器,其包含：a.第一可变形平面基底和第二可变形平面基底(1、1’),b.至少一个第一集流体(2a、2b、...),其沿着曲线沉积在第一基底上,c.至少一个第二集流体(2a’、2b’、...),其沿着第二曲线沉积在第二基底上,d.负极,其由沉积在第一集流体(2a、2b、...)上的第一组柱(4)组成,e.正极,其由沉积在第二集流体(2a’、2b’、...)上的第二组柱(4’)组成,f.允许离子物质转移的电解质,第一基底和第二基底的面彼此面对并且界定由所述电解质占据的空隙(5),所述负极(4)和所述正极(4’)的柱浸没在电解质中。(The invention relates to a deformable energy accumulator comprising: a. -first and second deformable planar substrates (1, 1'), b-at least one first current collector (2a, 2b,.) deposited on the first substrate along a curve, c-at least one second current collector (2a ', 2b ',..) deposited on the second substrate along a second curve, d-a negative electrode consisting of a first set of pillars (4) deposited on the first current collector (2a, 2b,..) and e-a positive electrode consisting of a second set of pillars (4') deposited on the second current collector (2a ', 2b ',. the.), f-an electrolyte allowing ionic species transfer, the faces of the first and second substrates facing each other and defining a void (5) occupied by said electrolyte, said negative electrode (4) and the pillars of said positive electrode (4') being immersed in the electrolyte.)

可变形蓄能器

技术领域

本发明涉及可拉伸电子器件领域，并且更特别地涉及可变形的电能存储元件或蓄能器的领域。

背景技术

许多研究目的在于开发可变形的电容器或电池。

特别已知的是，在可拉伸的基底上沉积活性电极的毫米级岛状阵列，其形式为通过用作可拉伸的集流体的蜿蜒形物(serpentins)彼此连接的薄层。此配置允许300％的伸长，但具有使用于蜿蜒形互连的大部分表面活动的缺点。因此，电池的活性材料占据总表面的小于30％。

还已知的是，在预拉伸的活性材料上沉积金属触点，从而当预拉伸的基底已经返回到其初始形状时产生《小波》形式的配置。该方法的限制与初始预拉伸速率有关，其通常相当低。

最后，还已知的是编织具有电能存储特性的纤维，然后通过编织自然地确保了延展性。此方法的缺点是其要求将锂离子电池的所有多层电化学体容纳在纤维的非常有限的体积内。

发明内容

本发明的目的是提出一种蓄能器类型的电化学能量存储装置，其允许在所述装置受到长期循环机械应力时在电化学性能(每表面单位的高能量和功率密度)方面改进迄今获得的结果。

为此，本发明涉及一种可变形蓄能器，其包含：

a.第一可变形平面基底和第二可变形平面基底，

b.至少一个第一集流体，其靠近并沿着至少一个第一曲线部分沉积在第一基底的至少一部分面上，所述第一曲线部分的长度大于其两端之间的距离，

c.至少一个第二集流体，其靠近并在至少一个第二曲线的每一侧沉积在第二基底的至少一部分面上，所述第二曲线的长度大于其两端之间的距离，

d.由沉积在至少一个第一集流体上的第一组柱组成的负极，所述第一组柱在第一集流体的表面上彼此隔开，

e.由沉积在至少一个第二集流体上的第二组柱组成的正极，所述第二组柱在第二集流体的表面上彼此隔开，

f.允许离子物质转移的电解质，第一基底和第二基底的分别沉积有至少一个第一集流体和至少一个第二集流体的面彼此面对放置并且界定由所述电解质占据的体积，所述负极和所述正极的柱浸在电解质中。

根据本发明的一个方面，所述电解质是自修复聚合物。

根据本发明的一个方面，其中第一组的第一个柱的高度小于第一高度，并且面对此第一个柱的第二组的第二柱的高度小于第二高度，围绕所述第一个柱将彼此面对的第一基底和第二基底的面分开的距离大于第一高度和第二高度的总和。

根据本发明的一个方面，集流体的宽度在100μm与400μm之间。

根据本发明的一个方面，所述柱间隔的距离在0.1μm与20μm之间。

根据本发明的一个方面，所述柱间隔的距离在2μm与10μm之间。

根据本发明的一个方面，所述柱的高度在1μm与1000μm之间。

根据本发明的一个方面，所述柱的高度在10μm与100μm之间。

根据本发明的一个方面，所述柱的宽度在1μm与100μm之间。

根据本发明的一个方面，所述柱的宽度在2μm与10μm之间。

本发明还涉及一种制造根据前述权利要求中任一项所述的蓄能器的方法，其包含以下步骤：

a.制备第一基底和第二基底；

b.在第一基底的至少一部分面上靠近并沿着至少一个第一曲线部分沉积至少一个第一集流体，所述第一曲线部分的长度大于其两端之间的距离，

c.在第二基底的至少一部分面上靠近并在至少一个第二曲线的每一侧沉积至少一个第二集流体，所述第二曲线的长度大于其两端之间的距离，

d.在所述至少一个第一集流体上沉积由第一组柱组成的负极，所述第一组柱在第一集流体的表面上彼此间隔，

e.在所述至少一个第二集流体上沉积由第二组柱组成的正极，所述第二组柱在第二集流体的表面上彼此间隔，

f.在第一基底和第二基底的分别沉积有至少一个第一集流体和至少一个第二集流体的面上沉积电解质，同时将负极和正极的柱浸入电解质中，然后将这些表面彼此面对放置

或者

将第一基底和第二基底的分别沉积有至少一个第一集流体和至少一个第二集流体的面彼此面对放置，然后在由这些面界定的体积中沉积电解质，同时将负极和正极的柱浸入电解质中。

附图说明

为了良好地理解本发明，参考附图描述本发明，附图以非限制性实例的方式示出了根据本发明的产品的实施方案。

图1示出了基底的示意性顶视图，所述基底用作根据本发明的电能存储元件的两个电极之一的支撑。

图2示出了沉积在图1所示的基底上的集流体的一部分的示意性顶视图。

图3示出了沉积在图1所示的基底上的集流体的一部分的另一示意性透视图。

图4示出了根据本发明一个实施方案的电能存储元件的所有部件的示意性透视图。

图5示出了根据本发明一个实施方案的电能存储元件的所有部件的第二示意性透视且部分拆解的图。

图6a、6b、6c示出了在基底的平面中具有双向周期性的蜿蜒形网格的三个实例。

图7a、7b、7c、7d示意性地示出了根据本发明的制造方法的中间产品。

具体实施方式

已知蓄能器由以下元件组成：

-与负电极接触的第一集流体，所述负电极被称为负极，其在放电过程中释放电路中的电子。

-与正电极接触的第二集流体，所述正电极被称为正极，其在放电过程中捕获来自电路的电子。

-浸渍有电解质的隔离物，其允许防止短路，同时确保来自发生在电极处的不同电化学反应的离子的传输。

-当蓄能器充电时，电荷转移(电子和离子物质)发生在相反的方向。

还已知的是，聚合物类型的一些材料，称为自修复聚合物，具有在材料内部机械断裂的情况下通过局部聚合的自发反应的效应自发地再生的特殊性能，所述局部聚合的自发反应允许所述材料在断裂位置处重构。

根据本发明的蓄能器的特征一方面在于集流体的形状，其自身延长且折返，即为使它们看起来像蜿蜒形物的形状，另一方面在于，负极和正极被构造成微柱的行组的事实，所述微柱的底部位于其相应的集流体上。

根据本发明的一个实施方案，每个集流体或者在可弯曲柔性基底如PET、聚酰亚胺、KAPTON上制作，或者在可拉伸的适合基底如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚氨酯上制作。

所述集流体的材料可以选自各种已知的导电材料，例如金属，如金、铜、钛或铝。

材料沉积方法可以选自已知方法中的一种，例如金属气相沉积方法、层压方法或更新近的技术，如通过丝网印刷/喷墨印刷印刷导电材料。通过允许界定集流体的沉积区域的掩模沉积材料，可以附加地进行蜿蜒形物图案的制作。它们也可以通过光刻法或通过激光光刻、电子或离子束光刻法而减法制作。

图1示出了平叶片形基底1的顶视图，其上沉积有由若干蜿蜒形物2a、2b、...组成的集流体，这些蜿蜒形物与构成电能存储元件的极的公共部分3接触。所述蜿蜒形物的形状为自身延长并折返，具有能够多次变形和拉伸而不破坏集流体的物理和电连续性的优点。这些蜿蜒形物的线的宽度为一百微米或更小的数量级，优选地在100μm与400μm之间。确定蜿蜒形物的精确形状，以在不损害其延展性的情况下使集流体的表面最大化。所述蜿蜒形物可以在一个方向上具有波纹周期性，从而仅支持单轴牵引，或者在两个方向上具有波纹周期性，以支持基底的双轴变形。在图6a、6b和6c中示出了在两个方向上都具有周期性的蜿蜒形网格的实例。

根据本发明的一个实施方案，每个集流体与沉积在所述集流体上的电极相关联，所述电极被构造为微柱4的组，微柱4具有基本上圆柱形的形状，每个圆柱形柱的底部之一置于蜿蜒形物上，如图3中示意性地和透视地所示。在图2中，示意性顶视图示出了在蜿蜒形集流体之一上形成电极之一的微柱的印记。

微柱的底部的直径或宽度为数微米的数量级，优选地在1μm与100μm之间，更有利地在2μm与10μm之间。

微柱的高度为数十微米的数量级，优选地在1μm与1000μm之间，更有利地在10μm与100μm之间。

微柱之间的间距为数微米的数量级，优选地在0.1μm与20μm之间，更有利地在2μm与10μm之间。

用于形成负极的活性材可以选自已知用于负极功能的锂化的和/或含钠的活性材料，如金属锂；金属钠；硅；铋；金属间化合物，如SnSb；锂化氮化物，如LiMyN₂，其中M代表Fe、Co、Ni、Mn或Cu并且y是金属的化学计量系数；碳化合物，如碳、LiC₆或石墨烯；锡合金，如Sn或SnM，其中M代表Fe、Co、Ni、Mn或Cu；锡氧化物，如SnO和SnO₂；过渡金属氧化物，如TiO₂；和锂化氧化物，如Li₄Ti₅O₁₂(LTO)。

用于形成正极的活性材料可以选自已知用于正极功能的锂化的和/或含钠的活性材料，如锰氧化物，特别是MnO₂、LiMn₂O₄、LiNi_0.5Mn_1.5O₄；LiCoO₂、LiTiS₂；钒氧化物，如V₂O₅、LiV₃O₈；无机聚阴离子化合物，例如磷酸盐，如LiMPO₄，其中M代表Fe、Co、Ni、Mn或Cu；氟磷酸盐，如LiFePO₄F或如Li₂Co_1-xM_xPO₄F，其中M代表Fe或Mn，且x是金属的化学计量系数；或铜磷酸盐，如Cu₃(PO₄)₂。

作为根据本发明的可变形蓄能器的优选实例，特别地，可以提及这样的可变形蓄能器，其中：

所述负极由锂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由锂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由锂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由锂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由锂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由锂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由锂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由锂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由锂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由锂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由锂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由锂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由锂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由锂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由锂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由锂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由碳组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由碳组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由碳组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由碳组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由碳组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由碳组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由碳组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由碳组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由碳组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由碳组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由碳组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由碳组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由碳组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由碳组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由碳组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由碳组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由石墨烯组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由Sn组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由Sn组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由Sn组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由Sn组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由Sn组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由Sn组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由SnFe组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由SnFe组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由SnFe组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由SnFe组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由SnFe组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由SnFe组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由SnCo组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由SnCo组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由SnCo组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由SnCo组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由SnCo组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由SnCo组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由SnNi组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由SnNi组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由SnNi组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由SnNi组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由SnNi组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由SnNi组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由SnMn组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由SnMn组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由SnMn组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由SnMn组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由SnMn组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由SnMn组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由SnCu组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由SnCu组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由SnCu组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由SnCu组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由SnCu组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由SnCu组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由SnO组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由SnO组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由SnO组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由SnO组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由SnO组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由SnO组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由SnO₂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由LiC₆组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由硅组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由硅组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由硅组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由硅组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由硅组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由硅组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由硅组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由硅组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由硅组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由硅组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由硅组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由硅组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由硅组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由硅组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由硅组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由硅组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由钠组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由钠组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由钠组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由钠组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由钠组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由钠组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由钠组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由钠组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由钠组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由钠组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由钠组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由钠组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由钠组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由钠组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由钠组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由钠组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由铋组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由铋组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由铋组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由铋组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由铋组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由铋组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由铋组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由铋组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由铋组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由铋组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由铋组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由铋组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由铋组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由铋组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由铋组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由铋组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由SnSb组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由SnSb组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由SnSb组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由SnSb组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由SnSb组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由SnSb组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由LiFe_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由LiCo_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由LiNiyN₂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由LiNi_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由LiMn_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由LiCu_yN₂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由TiO₂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由MnO₂组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiMn₂O₄组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiNi_0.5Mn_1.5O₄组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiCoO₂组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiTiS₂组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由V₂O₅组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiV₃O₈组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiFePO₄组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiCoPO₄组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiNiPO₄组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiMnPO₄组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiCuPO₄组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由LiFePO₄F组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由Cu₃(PO₄)₂组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由Li₂Co_1-xFe_xPO₄F组成；

所述负极由Li₄Ti₅O₁₂组成且正极由Li₂Co_1-xFeMn_xPO₄F组成；

将每个电极沉积并构造为微柱的方法选自已知的层沉积方法，以适于所考虑的活性材料。特别地，可以考虑常规方法，如旋涂、浸涂、刮刀或电沉积。

根据本发明的一个实施方案，第一基底1面对第二基底1'放置，所述第一基底1设有其蜿蜒形负极集流体2a、2b、...，负极4沉积在蜿蜒形负极集流体2a、2b、...上形成微柱行，所述第二基底1'设有其蜿蜒形电极集流体2'a、2'b、...，正极4'沉积在蜿蜒形电极集流体2'a、2'b、...上形成微柱行。分开彼此面对的两个面的距离必须足够大，使得在负极的微柱与正极的微柱之间没有电接触，因此没有短路。图4示意性地示出了构成电能存储元件的元件的这种配置。空隙5将两个基底1和1'分开；空隙5还将负极微柱4彼此分开，且将正极微柱4'彼此分开，最后将负极微柱4与正极微柱4'分开。空隙5填充有由自修复聚合物型材料制成的电解质。

所述电解质由选自自修复聚合物型材料的列表的材料制成；所述自修复聚合物电解质将通过组合具有不同功能的其它两种而获得：

-自修复功能，这是由于存在悬垂的氢键；

-离子传导功能；

因此，经受控自由基聚合，用其它离子传导聚合物如具有不同摩尔质量的聚环氧乙烷(PEO)、聚乙二醇(PEG)、聚苯乙烯(PS)使自修复单体官能化，获得自修复聚合物。可以接枝硬嵌段如PS、PMMA或软嵌段如PABu，以控制自修复单体的硬度和拉伸性。

作为本发明的可变形蓄能器的优选实例，特别可以提及可变形蓄能器，其中电解质为POE-b-聚(5-乙酰氨基戊基丙烯酸酯)或POE-b-PS-g-聚(5-乙酰氨基戊基丙烯酸酯)或PEG-b-聚(5-乙酰氨基戊基丙烯酸酯)或PEG-b-6-(2-脲基-4-嘧啶酮)己基丙烯酸酯或主要单元选自下面所示之一的聚合物。

在两个基底和电极微柱之间沉积电解质的方法选自已知方法，并且适于所考虑的嵌段共聚物。

在拉伸电能存储元件的情况下，将电极构造为间隔的微柱具有避免在构成电极的材料中或在电极与集流体之间的界面处形成断裂的第一个优点。

此构造具有第二个优点；其允许在锂离子电池的情况下更好地承受由Li+离子的连续脱出/嵌入所导致的电极体积的变化，并且避免电解质与电极之间的界面处的接触损失。

此外，此构造为微柱的第三个优点在于，其增加了电极与电解质之间的接触表面，这进一步增加了每表面单位可获得的能量和功率密度。

最后，第四个优点在于，通过电极与集流体之间的直接电接触确保了电极与集流体之间的称为串联电阻的电阻的显著减小，不像现有技术的长蜿蜒形互连。

最后，使用自修复聚合物将有助于在电池拉伸后保持电极与电解质之间的无损且连续的界面。

本发明还涉及一种制造所述可变形存储元件的方法。此方法包含以下步骤：

a.制备第一基底和第二基底；

b.在第一基底的至少一部分面上靠近并沿着至少一个第一曲线部分沉积至少一个第一集流体(2a、2b、...)，所述第一曲线部分的长度大于其两端之间的距离，

c.在第二基底的至少一部分面上靠近并在至少一个第二曲线的每一侧沉积至少一个第二集流体(2a'、2b'、...)，所述第二曲线的长度大于其两端之间的距离，

d.在至少一个第一集流体(2a、2b、...)上沉积由第个组柱(4)组成的负极，第一组柱在第一集流体的表面上彼此间隔，

e.在至少一个第二集流体(2'a、2'b、...)上沉积由第二组柱(4')组成的正极，第二组柱在第二集流体的表面上彼此间隔，

f.在第一基底和第二基底的分别沉积有至少一个第一集流体和至少一个第二集流体的面上沉积电解质，同时将负极(4)和正极(4')的柱浸入电解质中，然后将这些面彼此面对放置

或者

将第一基底和第二基底的分别沉积有至少一个第一集流体和至少一个第二集流体的面彼此面对放置，然后在由这些面界定的体积(5)中沉积电解质，同时将负极(4)和正极(4')的柱浸入电解质中。

提及步骤的次序不影响它们必须进行的次序。

图7中通过在不同步骤形成的中间产品示出了根据此方法，更准确地说是根据此方法的步骤f的第一选择的可变形蓄能器的一个面的一个实施方案。

因此，图7a中示出了中间产品，其由步骤a与放置第一基底、随后是步骤b的第一部分b1与沉积第一集流体以及步骤d的第一部分d1与沉积负极或正极(4、4')的组合产生。在此中间阶段，集流体的蜿蜒形区和电极的微柱还没有形成。

然后通过光刻进行电极微柱的成形；这是步骤d的第二部分d2，其结果在图7b中示出。

然后，用步骤b的第二部分b2通过激光雕刻形成蜿蜒形物2a、2b，其中间结果示于图7c中。

最后，用最后的步骤f，通过称为《浸涂》的方法沉积电解质，其中间结果示意性地示于图7d中。