エネルギー貯蔵デバイスと関連付けられた充電情報は、エネルギー貯蔵デバイスの１つ以上の動的応答から、決定され得る。動的応答は、変位、力、圧力、または他の動的特性、およびそれらの特性の変化を含み得る。センサ、変換器、または他のデバイス等の指標デバイスが、動的応答を示すために使用され得る。充電情報、測定、または両方が、動的応答の指標から導出され得る。エネルギー貯蔵デバイスの充電または放電は、充電情報に基づいて、制御され得る。
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ナノ構造化材料をエネルギー貯蔵デバイス用の電極に組み込むための技法、構成および組成物が提供される。例えば、カーボンナノチューブ、シリコンナノワイヤー、炭化ケイ素ナノワイヤー、亜鉛ナノワイヤー、および他の材料などの材料は、例えば、電気伝導度、熱伝導度または耐久性などの電極特性を修飾するために使用することができる。いくつかの実施形態において、ナノ構造化材料は、例えば、スラリー、粉末などの電極配合物に添加することができる。ナノ構造化材料は、活性物質粒子または電極要素に直接堆積させることができる。いくつかの実施形態において、堆積を助けるために被覆を使用することができる。
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電極構造は、電気伝導性基板と接触する電気伝導性発泡体を含み得る。いくつかの実施形態において、発泡体は、基板と接触する多孔性前駆物質を電気伝導性材料によって被覆し、続いて、前駆物質を除去することによって形成することができる。いくつかの実施形態において、発泡体は、基板と接触する複合材料の非伝導性成分を除去し、基板と接触する伝導性成分を残すことによって形成することができる。電極構造は、耐久性および伝導性を改善するために、電気伝導性材料によって被覆し、または高温で焼結することができる。
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積層エネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）は、積層に配列される少なくとも２つのセル区画を有する。各セル区画は、第１の活物質電極を有する第１の電極ユニットと、第２の活物質電極を有する第２の電極ユニットと、活物質電極間の電解質層とを有してもよい。ＥＳＤは、少なくとも２つのサブ積層を含み、それぞれのサブ積層の要素は、サブ積層の他の要素と直列に電気結合される。サブ積層は、単一の積層として載置されてもよく、サブ積層は、他のサブ積層と並列、直列、または両方に電気結合され、特定の電圧および電流容量を有するＥＳＴを作製してもよい。積層全体は、単一対の端部キャップによって包含されてもよい。
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積層エネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）は、積層状態に配列される少なくとも２つのセル区画を有する。各セル区画は、第１の活物質電極を有する第１の電極ユニットと、第２の活物質電極を有する第２の電極ユニットと、活物質電極間の電解質層とを有し得る。可変体積格納を使用して、各セル区画内の電極間間隔を制御し得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の可撓性ガスケットが、セル区画内に電解質を封止し、好ましい方向に変形するように、各セル区画内に含まれ得る。いくつかの実施形態では、硬質停止部が、ＥＳＤの電極間間隔を設定し得る。
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積層させたエネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）は、積層に配列される少なくとも２つの伝導性基板を有する。各セル区画は、第１の活物質電極を有する第１の電極ユニットと、第２の活物質電極を有する第２の電極ユニットと、活物質電極間の電解質層とを有してもよい。各活物質電極は、複数の折り畳まれた区画と、平面区画とを有し、例えば、各セル区画内の界面の数を増加させることによって、ＥＳＤ容量を増加させてもよい。一実施例では、第１の伝導性基板と、積層方向に提供される第２の伝導性基板と、第１の伝導性基板と第２の伝導性基板との間に提供される第１の活物質と、第１の伝導性基板と第２の伝導性基板との間に提供される第２の活物質とを備え、第１および第２の活物質の各々は、折り畳まれており、および、積層方向に直角の複数の平面区画を備える、ＥＳＤ。
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積層電池は、積層状態に配置される少なくとも２つのセル区画を有する。各セル区画は、第一の活性物質電極を有する第一の電極ユニットと、第２の活性物質電極を有する第２の電極ユニットと、活性物質電極間の電解質層とを有し得る。１つ以上のガスケットは、セル区画内に電解質を封止するために、各セル区画に含まれ得る。電極ユニットは、「皿形状」であってもよく、電極ユニットの偏向を低減するために、およびセル区画間の圧力均一化を改善するために圧力均一化弁を含んでもよい。圧力均一化弁は、気体が隣接するセル区画を通って拡散することを可能にし、そこを通って電解質が拡散することを実質的に防止し得る。
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