相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)要求2011年5月17日提交的尚待批準(zhǔn)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利序列第61/486946號(hào)、2011年6月17日提交的尚待批準(zhǔn)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利序列第61/498192號(hào)及2011年11月30日提交的尚待批準(zhǔn)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利序列第61/565101號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

背景技術(shù)：

長(zhǎng)期以來(lái)一直期望的是使用鋰金屬作為陽(yáng)極，以構(gòu)建具有最高陽(yáng)極特定容量的可再充電的鋰電池或電池組系統(tǒng)。然而，對(duì)于開(kāi)發(fā)這種電池來(lái)說(shuō)，鋰金屬枝晶的生長(zhǎng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的技術(shù)壁壘。最近，鋰金屬電池比如鋰離子電池的修改版已經(jīng)引入了一些成功。然而，當(dāng)前的修改版具有局限性和低效率，這對(duì)使用鋰金屬作為陽(yáng)極的電池來(lái)說(shuō)則不會(huì)出現(xiàn)。

通常，鋰金屬電池包括被電絕緣隔離物或“隔板”分開(kāi)并通過(guò)電解質(zhì)溶液可操作地連接的陽(yáng)極和陰極。在充電過(guò)程中，帶正電的鋰離子從陰極移動(dòng)通過(guò)可滲透的隔板到達(dá)陽(yáng)極并還原成鋰金屬。在放電過(guò)程中，鋰金屬被氧化成帶正電的鋰離子，其從陽(yáng)極移動(dòng)通過(guò)隔板并到達(dá)陰極上，而電子移動(dòng)通過(guò)外部負(fù)載，從陽(yáng)極至陰極，產(chǎn)生電流并提供電源給負(fù)載。在重復(fù)的充電和放電期間，鋰枝晶開(kāi)始從陽(yáng)極的表面上生長(zhǎng)。枝晶狀鋰沉積物，有時(shí)也被稱(chēng)為苔蘚鋰，最終通過(guò)隔板分裂并到達(dá)陰極，導(dǎo)致內(nèi)部短路并使電池?zé)o法工作。鋰枝晶的形成在鋰金屬電池的充電與放電過(guò)程中是固有地不可避免的。因此，仍然需要不遭受枝晶生長(zhǎng)的影響而同時(shí)保持電池的循環(huán)能力、離子導(dǎo)電性、電壓及比容量的鋰電極電池系統(tǒng)。本新穎技術(shù)解決了這些需求。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本新穎技術(shù)第一實(shí)施例的鋰離子電池的示意圖。

圖2A是圖1隔板的透視圖。

圖2B是圖2隔板表面的分解圖。

圖3A是圖1復(fù)合電極的第一透視圖。

圖3B是圖1復(fù)合電極的第二透視圖。

圖3C是圖1復(fù)合電極的第三透視圖。

圖3D是圖1復(fù)合電極的第四透視圖。

圖4是本新穎技術(shù)第二實(shí)施例紐扣型電池實(shí)施方式的透視圖。

圖5是從圖1的電極表面上生長(zhǎng)的枝晶的放大的正視圖。

圖6是部分地涂覆有FNC時(shí)的圖1隔板表面的分解圖。

圖7是本新穎技術(shù)第三實(shí)施例的流程圖，示出了形成枝晶晶種材料的方法。

圖8是本新穎技術(shù)第四實(shí)施例的流程圖，示出了控制金屬枝晶生長(zhǎng)的方法。

圖9是本新穎技術(shù)第五實(shí)施例的流程圖，示出了延長(zhǎng)電池壽命的方法。

圖10是本新穎技術(shù)第六實(shí)施例的流程圖，示出了制造涂覆有FNC的隔板的方法。

具體實(shí)施方式

為了促進(jìn)和理解本新穎技術(shù)的原理并提出其目前所理解的最佳操作方式的目的，下面將參照附圖中所示的實(shí)施例，并且特定的語(yǔ)言將用來(lái)描述相同的實(shí)施例。然而要理解的是，本新穎技術(shù)的范圍并非旨在局限于此，因?yàn)閷?duì)于本新穎技術(shù)所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)通常會(huì)發(fā)生的是，在所示新穎技術(shù)中的這種改變和進(jìn)一步修改以及如其中所示的本新穎技術(shù)的原理的這種進(jìn)一步應(yīng)用被設(shè)想。

如圖1-10所示，本新穎技術(shù)涉及一種具有鋰金屬電極20的可再充電的鋰金屬電化學(xué)存儲(chǔ)電池10。參照?qǐng)D1，可再充電的鋰電極電池10示出有鋰金屬陰極部12和鋰金屬陽(yáng)極部14。隔板50定位在陽(yáng)極14與陰極12之間。隔板50通常涂覆有官能化納米碳顆粒40的層80。隔板50包括陽(yáng)極面向側(cè)53和陰極面向側(cè)52，并且通常涂覆有官能化納米碳(FNC)顆粒40的薄或極薄膜80，更通常地約0.1μm厚，并且通常定向?yàn)槊嫦蜾嚱饘匐姌O20的表面70。間隙26填充有位于鋰金屬電極20與涂覆FNC的隔板60之間的電解質(zhì)25。官能化納米碳顆粒40通常具有固定在納米碳顆粒40的層80的表面65上的Li+離子。FNC膜80電連接至鋰金屬電極20。當(dāng)鋰金屬電極20被充電時(shí)，鋰枝晶11從鋰金屬電極20的表面70朝向涂覆FNC的隔板60延伸。同時(shí)，枝晶55從FNC膜80的表面65朝向鋰金屬電極20的表面70延伸。枝晶55在鋰金屬電極20與涂覆FNC的隔板60的通過(guò)平面方向94上生長(zhǎng)。

參照?qǐng)D5，枝晶11、55的生長(zhǎng)由相應(yīng)枝晶11、55的前端(Et)59與基部(Eb)之間的電位差(ΔE)驅(qū)動(dòng)。由于循環(huán)，枝晶11、55朝向彼此繼續(xù)延伸；最終，枝晶11、55相互接觸并且電位差(ΔE)枝晶11、55大約為零，因?yàn)镕NC膜80和鋰金屬電極20具有相同的電位。因此，枝晶11、55生長(zhǎng)沿著通過(guò)平面方向94遲緩或停止。在隨后的循環(huán)中，枝晶11、55可以在垂直于相應(yīng)枝晶11、55的長(zhǎng)軸線(xiàn)且平行于鋰金屬電極20的平面的方向(也被稱(chēng)為平面內(nèi)方向84)上生長(zhǎng)，這防止枝晶11、55刺穿可滲透的或選擇性可滲透的膜50，如圖3A-3D所示。最終，從鋰枝晶11、55的交叉點(diǎn)，鋰再生表面70可以形成。因此，復(fù)合鋰金屬電極20得以形成，其中鋰電極20裝配有薄碳層80。

盡管鋰在本文中通常特定地被闡述為電極金屬，但是存儲(chǔ)電池10可以可替代地包括其它堿土和/或堿土金屬元素及其組合作為電極材料。

用于利用鋰金屬枝晶/電極系統(tǒng)的兩種類(lèi)型的電池示例性配置包括對(duì)稱(chēng)電池400，其中鋰金屬電極420用作陽(yáng)極414和陰極412，具有鋰/聚合物/鋰(陽(yáng)極/電解質(zhì)/陰極＝A/E/C)的配置，使得鋰枝晶機(jī)理研究或鋰聚合物電池系統(tǒng)成為可能；以及非對(duì)稱(chēng)電池500，其中鋰金屬是陽(yáng)極514，不同的材料被選為陰極512，比如鋰/聚合物電解質(zhì)/V2O5、鋰/液體電解質(zhì)/石墨、鋰/聚合物電解質(zhì)/石墨和鋰/聚合物電解質(zhì)/FePO4。對(duì)稱(chēng)電池400為鋰金屬枝晶生長(zhǎng)提供了更好的介質(zhì)，并且可以加速循環(huán)測(cè)試，而非對(duì)稱(chēng)電池500更加接近于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

如圖5所示，枝晶生長(zhǎng)基本上是不可避免的，因?yàn)殇嚱饘俦砻娴囊苯鹛匦栽诨驒C(jī)械應(yīng)力或電鍍/退鍍循環(huán)的應(yīng)用之后導(dǎo)致鋰金屬電極的表面缺陷。雖然本領(lǐng)域公知的配置僅著重于停止枝晶11生長(zhǎng)，但是新穎的電池設(shè)計(jì)10著重于控制鋰金屬枝晶11、55生長(zhǎng)的方向。

如圖9所述，新穎的電極20的一實(shí)施方式800可具有在隔板50上的官能化納米碳顆粒(FNC)80的碳涂覆層，其定位801于電解質(zhì)25中，并且使鋰枝晶11、55同時(shí)從鋰金屬電極20的表面51與涂覆FNC的隔板60的表面65生長(zhǎng)803。電解質(zhì)25置于802電極20與涂覆FNC的隔板60之間的間隙26中。枝晶11、55在電池10的重復(fù)充電和放電804之后生長(zhǎng)803。枝晶11、55相互接觸805，并且當(dāng)接觸發(fā)生時(shí)，由于產(chǎn)生于接觸的零電位差，枝晶11、55停止在通過(guò)平面方向94上延伸。枝晶生長(zhǎng)方向800的控制通過(guò)涂覆FNC的隔板枝晶55與電極枝晶11之間的接觸805而發(fā)生。在枝晶11、55的多個(gè)結(jié)合之后，形成806了鋰再生鋰表面70。

建立零電位差給可再充電的鋰金屬電極20提供了高比容量、高循環(huán)性能和高安全性。因此，可再充電的鋰金屬電極系統(tǒng)10可在多種鋰電池中實(shí)施，其包括鋰聚合物、鋰-空氣和鋰金屬氧化物電池系統(tǒng)以及任何其它電池系統(tǒng)，其中使用鋰金屬陽(yáng)極14，并且對(duì)于電子設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)和混合電動(dòng)汽車(chē)、大型儲(chǔ)能等產(chǎn)生好處。

通常，開(kāi)發(fā)不同鋰電池(即鋰聚合物、鋰空氣和鋰離子等)的高比容量和可再充電的鋰金屬電極20的挑戰(zhàn)一直停止循環(huán)803過(guò)程中的電極枝晶11生長(zhǎng)。鋰金屬電極20具有固有的冶金傾向以形成枝晶11，枝晶11生長(zhǎng)由基部57與枝晶前端59之間的電位差驅(qū)動(dòng)。因此，鋰電極枝晶11生長(zhǎng)是不可避免的。然而，本系統(tǒng)800結(jié)合，而不是避免，枝晶生長(zhǎng)機(jī)制。

在一實(shí)施例中，可再充電的鋰金屬電極220用在其它鋰電池系統(tǒng)比如鋰聚合物和鋰空氣中，并且可以通過(guò)在聚合物電解質(zhì)膜200上涂覆FNC層280而被制造出，該膜在鋰聚合物電池和鋰空氣電池中用作電解質(zhì)225。這些涂覆FNC的聚合物電解質(zhì)225通常作為中間層280合并且裝配到軟積層鋰空氣電池285中。這樣的聚合物電解質(zhì)膜260可以包括這些聚(氧化乙烯)(PEO)、聚(偏二氟乙烯)(PVdF)、聚(丙烯腈)(PAN)以及其它聚合物電解質(zhì)，其被廣泛地用于鋰聚合物電池和鋰空氣電池。

此外，可以采用多種模式制造涂覆FNC的隔板60。FNC層80在新穎鋰金屬電極20中起作用，因?yàn)樵贔NC層80中的固定Li+離子30用作“晶種”31，用于在FNC層80上形成鋰金屬枝晶55。FNC層80通常是多孔的，允許FNC集料通過(guò)粘合劑網(wǎng)絡(luò)604而粘結(jié)605在一起，以形成剛性結(jié)構(gòu)606來(lái)保持607層80的完整性。層80通常是非常薄的，具有四個(gè)主要屬性：1)良好的孔隙結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)Li+離子從中穿過(guò)，2)高導(dǎo)電性，以減少內(nèi)部阻抗，3)在納米碳表面65上的Li+離子30的高覆蓋，以易形成鋰金屬枝晶55，以及4)良好的粘附至聚合物隔板50或聚合物電解質(zhì)膜。所有這些屬性類(lèi)似于用于燃料電池中催化劑層的那些，(即用于氣體與水?dāng)U散的多孔層、氣體反應(yīng)所必需的導(dǎo)電性、用于質(zhì)子傳導(dǎo)的SO₃-覆蓋、以及用于耐久性的在聚合物電解質(zhì)膜上的催化劑層的良好粘附性)。FNC層80越薄，鋰金屬電極20的比容量的損失就越少。

FNC層80的形態(tài)取決于層是如何制造601的。應(yīng)用609層80的這種技術(shù)包括(1)噴涂，(2)機(jī)刮涂，(3)刷子手繪等。碳可以選自包括碳黑、納米石墨、石墨烯等的源。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，石墨化程度越高，化學(xué)穩(wěn)定性就越高。納米碳顆粒40可以由碳黑制成，其很廉價(jià)，但是是無(wú)定形結(jié)構(gòu)，而不是石墨結(jié)構(gòu)。石墨烯也可被使用，并且具有獨(dú)特的性能，比如高電子傳導(dǎo)性、高模量以及高表面積。

FNC層80的形態(tài)還受到油墨配方的影響。為了制出薄的碳層，第一步是將碳源與溶劑混合600，以制出均勻分散的懸浮液603。為了形成這樣的良好分散的碳墨，基于極性(即介電常數(shù))和它們的疏水性，溶劑類(lèi)型得以仔細(xì)選擇，以便匹配這些碳集料和粘合劑。此混合物602還被稱(chēng)為“油墨配方”。油墨中的碳和溶劑的類(lèi)型將影響薄FNC層80的形態(tài)。粘合劑33的類(lèi)型也影響在隔板50上的碳層80的粘合性。通常，粘合劑33具有與隔板/電解質(zhì)膜50相類(lèi)似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而使它們可以通過(guò)熱壓或其他技術(shù)而融合在一起605，以形成碳層80與隔板/電解質(zhì)膜50之間的良好接合的界面62。

在納米碳顆粒40表面上的固定的Li+離子30用作“晶種”31，用于在涂覆FNC的隔板60上形成鋰枝晶55。Li+離子30的固定是通過(guò)形成900枝晶晶種材料61來(lái)實(shí)現(xiàn)的，比如通過(guò)在適當(dāng)901碳隔板50上的重氮反應(yīng)或類(lèi)似裝置902，以將SO₃H基902化學(xué)地連接到碳表面65上，允許碳隔板50成為官能化的903。然后，連接的SO₃H與Li+離子30交換，以將Li+離子30固定在表面65上。因此，枝晶晶種材料61得以形成907。枝晶晶種材料61通常是含碳的，但也可以是金屬基質(zhì)，比如Li、Na、K、Al、Ni、Ti、Cu、Ag、Au及其組合。晶種材料61還可以是官能化金屬基質(zhì)，比如由Au構(gòu)成的自組裝單分子層結(jié)構(gòu)，具有硫醇封端的有機(jī)分子，其包含至少一個(gè)官能團(tuán)，比如SO3-M+、COO-M+和NR3+X-；導(dǎo)電有機(jī)聚合物，比如聚乙炔、聚苯乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺以及聚苯硫醚、或官能化的導(dǎo)電有機(jī)聚合物，其中，所述官能團(tuán)化學(xué)地粘合至聚合物。這些材料61可以通過(guò)使用常規(guī)的物理沉積技術(shù)比如機(jī)械分層或者物理氣相沉積技術(shù)比如濺射等而沉積。

本新穎技術(shù)允許不同的官能團(tuán)連接903至碳表面65，比如通過(guò)重氮反應(yīng)等。在該反應(yīng)中，官能團(tuán)Y通過(guò)引入904重氮鹽XN₂C₆H₄-Y(其中，Y＝磺酸鹽、S03-M+、羧酸鹽、COO-M+；和叔胺，NR3+X；等)而連接903到碳表面65上。不同化學(xué)基團(tuán)的連接不僅提供平臺(tái)用于將Li+離子30固定在FNC表面65，而且改變碳顆粒的表面能，其可用作用于調(diào)節(jié)碳膜80的表面疏水性的工具，并且有助于油墨配方603。

FNC層粘合609至隔板/聚合物電解質(zhì)50影響新穎鋰金屬電極20的循環(huán)壽命。通常形成608FNC層80與隔板/電解質(zhì)膜50之間的良好界面62。這主要取決于在FNC層80中的粘結(jié)劑33的網(wǎng)絡(luò)和用于形成界面62的技術(shù)。這樣的催化劑層可以經(jīng)受幾千小時(shí)的長(zhǎng)期耐久性測(cè)試，部分地由于在保持607FNC層80結(jié)合至隔板/電解質(zhì)膜50中的粘合劑33。這樣的該催化劑/膜界面62的TEM觀測(cè)在大約2000小時(shí)的耐久性測(cè)試之后將顯示很少的分層或根本沒(méi)有。熱壓是用于制造的技術(shù)之一，熱壓技術(shù)的參數(shù)(即溫度、壓力和時(shí)間)允許對(duì)過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)地控制。

在膜50上的FNC層80的形態(tài)(即表面積、孔結(jié)構(gòu)和幾何形狀)對(duì)新穎金屬電極20的性能具有顯著的影響。FNC層80孔隙率81(即孔徑、孔徑分布和孔體積)是控制枝晶生長(zhǎng)700的方向的因素，因?yàn)槠溆绊懺贔NC膜表面65上的金屬陽(yáng)離子30的存在705和枝晶晶種材料61的添加703?？捉Y(jié)構(gòu)通常允許金屬離子30在循環(huán)704過(guò)程中順利通過(guò)，但不形成將會(huì)阻止金屬離子30擴(kuò)散的在孔里面的枝晶。因此，具有孔隙率81的適當(dāng)?shù)腇NC層80的確定701和制作702在允許枝晶11、55存在706并最終形成707第二金屬層70方面是有用的。另一方面，F(xiàn)NC層80須粘附至隔板/電解質(zhì)膜50，并且來(lái)自所形成的界面62的擴(kuò)散壁壘(如果存在的話(huà))應(yīng)盡量減少。

通常，通過(guò)相對(duì)于鋰金屬電極20的厚度29而改變FNC膜80的厚度89，可能會(huì)影響可再充電的金屬電極20的比容量。本文中的示例涉及新穎技術(shù)和不同的實(shí)施例，并且不旨在將本新穎技術(shù)的范圍限制于本文中所論述的這些模式和實(shí)施例。

示例1：

不同碳涂覆層對(duì)鋰金屬?gòu)?fù)合電極20的比容量的影響被近似計(jì)算并示于表1中。例如，對(duì)于0.1μm厚度的碳涂覆層80來(lái)說(shuō)，鋰金屬電極20的相應(yīng)比容量損失僅為0.026％。甚至對(duì)于4μm厚度的FNC膜80來(lái)說(shuō)，比容量的相應(yīng)損失僅為0.53％。因此，碳涂覆層80對(duì)鋰金屬電極20的比容量的影響可以忽略不計(jì)。薄的碳涂覆層80保留了鋰金屬電極的高比容量的優(yōu)點(diǎn)。

表1

碳膜厚度對(duì)鋰金屬電極比容量的影響

因此，碳已經(jīng)被證明在寬電位窗口中是非常穩(wěn)定的。具有非常薄的碳膜的復(fù)合鋰電極是非常穩(wěn)定的。碳黑可用于許多電池系統(tǒng)(即Zn/MnO₂,)特別是鋰離子電池(作為陽(yáng)極)和Li-SOCl₂電池(作為碳陰極)中。

參照?qǐng)D4，鋰金屬陽(yáng)極14與隔板350(厚度＝25μm)裝配在一起，隔板涂覆有官能化的碳納米顆粒340(δ＝3.2μm)的薄納米碳層80和通過(guò)使用在碳酸乙烯酯/乙基甲基碳酸酯(EC:EMC＝3:7)中的1.2M LiPF₆的電解質(zhì)的進(jìn)入到紐扣電池300配置中的LiPFeO₄陰極312。使用相同組件但沒(méi)有納米碳涂覆層380的紐扣電池作為用于比較的基準(zhǔn)。對(duì)于使用這樣的碳涂覆層380的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是添加在隔板350上的FNC層380是否會(huì)導(dǎo)致增加來(lái)自碳層380的內(nèi)部阻抗，阻塞隔板350的孔，從而妨礙Li+離子330擴(kuò)散通過(guò)，且因此降低電池300的功率性能。然而很明顯，將碳層380涂覆在隔板350上的確沒(méi)有導(dǎo)致增加電池300的內(nèi)部阻抗，而是產(chǎn)生了輕微的阻抗減小。Li/FNC電池300具有比基準(zhǔn)鋰電池稍微更高的放電電壓。即使經(jīng)過(guò)500次循環(huán)，也觀察到相同的趨勢(shì)。對(duì)于基準(zhǔn)電池來(lái)說(shuō)，觀察到噪聲，這歸咎于枝晶355的形成。此外，減少內(nèi)部阻抗的相同現(xiàn)象已在充電過(guò)程中被觀察到。

對(duì)于容量來(lái)說(shuō)，電池300沒(méi)有得以平衡，并且電池300的容量由LiPFeO₄陰極312限制；如果適當(dāng)?shù)母吣芰棵芏汝帢O被使用(比如V₂O₅氣凝膠或空氣陰極)，則電池300的高得多的容量得以預(yù)計(jì)。使用FNC層380的鋰金屬電極314表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)能力，經(jīng)過(guò)500次循環(huán)后容量大約為84％。在最初45個(gè)循環(huán)后的新穎鋰金屬電極電池300的估計(jì)容量衰減率僅為0.026％/循環(huán)?；诖怂p率，這種電池的循環(huán)壽命通常可達(dá)到至少500個(gè)，更通常地至少725個(gè)循環(huán)，并且還更通常地至少1000個(gè)循環(huán)，具有80％的容量(在電動(dòng)車(chē)輛(EV)應(yīng)用中的電池的死亡定義)。紐扣電池300中的新穎鋰金屬電極320的此衰減率(0.026％/循環(huán))可能是由LiFePO₄陰極312的退化引起的，因?yàn)榧~扣電池300被密封在環(huán)境大氣壓力中，這可以允許將濕氣引入到電池300中。濕氣與LiPF₆發(fā)生反應(yīng)以生成HF，其可以與LiFePO₄發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致退化。因此，如果紐扣電池300密封在比如填充氬氣的手套箱內(nèi)，則新穎鋰金屬電極320的真實(shí)衰減率應(yīng)比0.026％/循環(huán)要低得多。

示例2：

參照?qǐng)D6，涂覆FNC的隔板60在反復(fù)循環(huán)后通過(guò)SEM分析而被研究。鋰金屬枝晶55在涂覆FNC的隔板60的表面65上被觀察到，面向鋰金屬電極20的表面。此外，鋰枝晶55形成單一層，而不是聚集為松散布置的枝晶。FNC層80的厚度89測(cè)得為約3μm，而鋰枝晶70層大約20μm厚。參照?qǐng)D6，且為了進(jìn)一步說(shuō)明用于誘導(dǎo)鋰金屬枝晶55形成的FNC層80的功能，隔板50在一半的表面面積上涂覆有FNC層80，而另一半未被涂覆。沒(méi)有枝晶55形成在隔板50的未涂覆區(qū)域上。沒(méi)有鋰枝晶55被發(fā)現(xiàn)在涂覆FNC的隔板50的相對(duì)側(cè)上。在隔板50的下方觀察，可以看到一些大尺寸顆粒(50μm以上)；這些大顆?？赡茉醋杂糜趯⒏舭?0的樣品粘附在SEM鋁盤(pán)上的SEM導(dǎo)電膏。

在另一實(shí)施例中，形成在電化學(xué)隔板50上以使得枝晶能夠朝向金屬陽(yáng)極14生長(zhǎng)的層80是薄金屬層80。從隔板50生長(zhǎng)的枝晶55接觸從金屬陽(yáng)極14生長(zhǎng)的枝晶11，使電路短路，從而防止從陽(yáng)極14生長(zhǎng)的枝晶11朝向隔板50以到達(dá)并刺穿隔板50。陽(yáng)極14通常是鋰，但也可以是鈉等。隔板50上的金屬層80通常是鋰，但也可以是鈉或另一種導(dǎo)電金屬、導(dǎo)電聚合物、有機(jī)金屬基體、官能化的導(dǎo)電聚合物等。更通常地，層80是非反應(yīng)性金屬，比如鎳。隔板50上的金屬層80通常形成得足夠薄，以使得其電阻率很高，通常足夠高以使得層80是不容易電退化或以其它方式退化。任選地，薄金屬層80可以在沉積到隔板50上之后得以官能化。

盡管新穎技術(shù)已經(jīng)在附圖和前面的描述中進(jìn)行了詳細(xì)地示出和說(shuō)明，但同樣被認(rèn)為是說(shuō)明性的，而非限制性的。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施例作為最佳模式與啟用要求已在上述說(shuō)明書(shū)中示出并說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易地對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行幾乎無(wú)限多的非實(shí)質(zhì)性的改變和修改，并且試圖在本說(shuō)明書(shū)中描述所有這樣的實(shí)施例變化將是不切實(shí)際的。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，落入本新穎技術(shù)的精神之內(nèi)的所有改變和修改都期望得到保護(hù)。