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TWI757370B - 具有可壓縮陰極之三維電池 - Google Patents

具有可壓縮陰極之三維電池 Download PDF

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TWI757370B
TWI757370B TW106139728A TW106139728A TWI757370B TW I757370 B TWI757370 B TW I757370B TW 106139728 A TW106139728 A TW 106139728A TW 106139728 A TW106139728 A TW 106139728A TW I757370 B TWI757370 B TW I757370B
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羅伯特 S 布薩卡
姆拉里 拉瑪布拉曼尼安
布魯諾 A 韋德斯
詹姆士 D 威爾擴克斯
克力斯多夫 J 史賓德
傑佛瑞 馬修 何
約翰 F 瓦爾尼
金恆 李
理查 J 康特洛斯
湯瑪斯 約翰 史契爾雷安
艾司霍克 羅西里
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美商易諾維公司
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Abstract

本發明提供一種用於在充電與放電狀態之間循環之二次電池。該二次電池具有電極總成，其具有陽極結構群、陰極結構群及電絕緣微孔隔板材料。該電極總成亦具有電極限制組，其至少部分地限制該電極總成之生長。該陽極結構群之構件在該二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積A1 且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積A2 ，且該陰極結構群之構件在該二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積C1 且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積C2 ，其中A1 大於A2 ，且C1 小於C2 。

Description

具有可壓縮陰極之三維電池
本發明大體上係關於用於能量儲存裝置中之結構，採用此類結構之能量儲存裝置，及用於產生此類結構及能量裝置之方法。
搖椅或嵌入二次電池為一種類型的能量儲存裝置，其中載體離子，諸如鋰、鈉、鉀、鈣或鎂離子經由電解質在正電極與負電極之間移動。二次電池可包含已經電耦合形成電池之單一電池單元或兩個或更多個電池單元，其中各電池單元包含正電極、負電極、微孔隔板及電解質。 在搖椅電池單元中，正極及負電極均包含其中嵌入且離開載體離子之材料。當電池放電時，載體離子自負電極離開且嵌入正電極中。當電池充電時，發生相反過程：載體離子自正極離開且嵌入負電極中。 當載體離子在電極之間移動時，持續性挑戰中之一者在於以下事實：當電池重複充電及放電時，電極往往會膨脹及收縮。在循環期間，對於電池之可靠性及循環壽命而言，膨脹及收縮往往為成問題的，因為當電極膨脹時，發生電短路及電池故障。 因此，需要改良具有往往會膨脹及收縮之電極之二次電池之可靠性及循環壽命。
簡言之，因此，本發明之一個態樣係關於限制結構以改良電池組之能量密度、可靠性及循環壽命之實施方式。 根據一個態樣，提供用於在充電與放電狀態之間循環之二次電池，該二次電池具有電池殼體、電極總成、載體離子及在電池殼體內之非水性液體電解質。該電極總成具有陽極結構群、陰極結構群及電學上分隔陽極及陰極結構群之構件之電絕緣微孔隔板材料，其中陽極及陰極結構群以交替的順序配置在縱向方向上，陽極結構群之各構件在二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積A1 且在二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積A2 ，陰極結構群之各構件在二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積C1 且在二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積C2 ，且陽極及陰極結構群之構件之橫截面積在與縱向方向平行之第一縱向平面中量測。電極總成亦具有電極限制組，其在充電與放電狀態之間二次電池循環後至少部分地限制縱向方向上電極總成之生長。陰極結構群之各構件具有陰極活性材料層，且陽極結構群之各構件具有陽極活性材料層，其具有當二次電池自放電狀態充電至充電狀態時，每莫耳陽極活性材料接收超過一莫耳載體離子之容量，且對於陽極結構群之子組之構件中之每一者，A1 大於A2 ，且對於陰極結構群之子組之構件中之每一者，C1 小於C2 。充電狀態為二次電池之額定容量之至少75%，且放電狀態小於二次電池之額定容量之25%。 根據又一態樣，提供用於形成二次電池之方法，該二次電池能夠在充電與放電狀態之間循環。二次電池具有電池殼體、電極總成、載體離子及在電池殼體內之非水性液體電解質。電極總成具有陽極結構群、陰極結構群及電學上分隔陽極及陰極結構群之構件之電絕緣微孔隔板材料。陽極及陰極結構群之構件以交替的順序配置在縱向方向上，且陽極結構群之構件具有在二次電池充電後在橫截面區域A中膨脹之陽極活性材料層。陰極結構群之構件具有可壓縮陰極活性材料層，其具有橫截面積C，該橫截面積在與縱向方向平行之第一縱向平面中量測。該方法包括，在初始形成階段中，使二次電池充電以使得陽極結構群之構件中之陽極活性材料層之橫截面區域膨脹，從而壓縮陰極結構群之可壓縮陰極活性材料層，以使得陰極結構群之子組之構件之橫截面積自初始形成階段之前的初始橫截面積Ci 減小至初始形成階段之後的形成後橫截面積Cf ，其小於初始形成階段之前的初始橫截面積Ci 之95%。 根據又一態樣，提供用於形成二次電池之方法，該二次電池能夠在充電與放電狀態之間循環。二次電池具有電池殼體、電極總成、載體離子及在電池殼體內之非水性液體電解質。電極總成具有陽極結構群、陰極結構群及電學上分隔陽極及可壓縮陰極結構群之構件之電絕緣微孔隔板。陽極及陰極結構群之構件以交替的順序配置在縱向方向上，且陽極結構群之構件具有在二次電池充電後在橫截面區域A中膨脹之陽極活性材料層。陰極結構群之構件具有可壓縮陰極活性材料層，其具有橫截面積C，該橫截面積在與縱向方向平行之第一縱向平面中量測。該方法包括，在初始形成階段中，使二次電池充電以使得陽極結構群之構件中之陽極活性材料層膨脹，從而在使可壓縮陰極活性材料層之橫截面區域C收縮同時亦至少部分地使微孔隔板黏著至陰極結構之可壓縮陰極活性材料層及陽極結構之陽極活性材料層之壓力下，抵靠陰極結構之可壓縮陰極活性材料層壓縮微孔隔板，其中在二次電池放電及陽極活性材料層之橫截面積A收縮後，微孔隔板對可壓縮陰極活性材料層及陽極活性材料層之至少部分黏著力使得可壓縮陰極活性材料層之橫截面積C膨脹。 根據又一態樣，提供用於在充電與放電狀態之間循環之二次電池，該二次電池具有電池殼體、電極總成、載體離子及在電池殼體內之非水性液體電解質。電極總成具有陽極結構群、陰極結構群及電學上分隔陽極及陰極結構群之構件之電絕緣微孔隔板材料。電極總成亦具有電極限制組，其在二次電池循環後至少部分地限制電極總成在縱向方向上之生長。陽極結構群之構件具有陽極活性材料，且其中陽極活性材料具有當二次電池自放電狀態充電至充電狀態時，每莫耳陽極活性材料接收超過一莫耳載體離子之容量。陰極結構群之構件具有多孔陰極活性材料，其中處於放電狀態下非水性液體電解質佔據之多孔陰極活性材料之體積V2 大於處於充電狀態下非水性電解質佔據之多孔陰極活性材料之體積V1 。充電狀態為二次電池之額定容量之至少75%，且放電狀態小於二次電池之額定容量之25%。 根據又一態樣，提供用於在充電與放電狀態之間循環之二次電池，該二次電池具有電池殼體、電極總成、載體離子及在電池殼體內之非水性液體電解質。電極總成具有陽極結構群、陰極結構群及電學上分隔陽極及陰極結構群之構件之電絕緣微孔隔板材料。陽極結構群之構件具有陽極活性材料，且陰極結構群之構件具有陰極活性材料。對於自充電狀態放電至放電狀態，陰極結構群之構件具有在0.1C下至少5 mA·h/cm2 之面積容量及至少80%之1C:C/10之速率容量。充電狀態為二次電池之額定容量之至少75%，且放電狀態小於二次電池之額定容量之25%。 根據又一態樣，提供用於在充電與放電狀態之間循環之二次電池，該二次電池具有電池殼體、電極總成、載體離子及在電池殼體內之非水性液體電解質。電極總成具有陽極結構群、陰極結構群及電學上分隔陽極及陰極結構群之構件之電絕緣微孔隔板材料，其中陽極及陰極結構群之構件以交替的順序配置在縱向方向上。陽極結構群之各構件具有陽極活性材料層，且陰極結構群之各構件具有陰極活性材料層。陰極結構群之各構件在二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積C1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積C2 ，其中處於放電狀態下之陰極結構之第二橫截面積C2 大於處於充電狀態下之陰極結構之第一橫截面積C1 ，且其中在二次電池自充電狀態放電至放電狀態後，陰極結構群之構件之子組之第二橫截面積C2 與陰極結構群之構件之子組之第一橫截面積C1 的比率為至少1.05:1。充電狀態為二次電池之額定容量之至少75%，且放電狀態小於二次電池之額定容量之25%。 在以下描述及圖式中將部分地論述且部分地顯而易見本發明之其他態樣、特徵及實施例。
[ 定義 ] 除非上下文另外清楚地指示，否則如本文所使用，「一(a/an)」及「該」(亦即，單數形式)包括複數個指示物。舉例而言，在一種情況下，提及「電極」包括單一電極及複數個類似電極兩者。 如本文所使用之「約」及「大約」係指加或減所陳述之值之10%、5%或1%。舉例而言，在一種情況下，約250 μm將包括225 μm至275 μm。藉助於其他實例，在一種情況下，約1,000 μm將包括900 μm至1,100 μm。除非另外指示，否則本說明書及申請專利範圍中所用之表示數量(例如量測值及其類似者)等之所有數字應理解為在所有情況中皆經術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則在以下說明書及所附申請專利範圍中所闡述之數字參數為近似值。各數值參數應至少根據所報導之有效數位之數目且藉由應用一般捨位技術來解釋。 在二次電池之上下文中，如本文所使用之「面積容量」係指每單位面積電池之容量，其中面積為在二次電池中之所有陽極結構上總計之面向陰極結構之陽極結構(忽略孔隙度)之一部分之幾何面積。面積容量將亦典型地在一定C速率，諸如0.1C下指定。舉例而言，若電池之額定容量在0.1C之C速率下為1000 mA·h且面向各陰極結構之各陽極結構之部分之幾何面積為250 cm2 ，且存在5個陽極結構(各自具有兩個面對側面)，則面積容量為1000/(250×5×2)=0.4 mA·h/cm2 。 如本文所使用之「C速率」係指二次電池放電時速率之量度且定義為放電電流除以電池在一小時內將遞送其標稱額定容量所處之理論電流汲取。舉例而言，1C之C速率指示使電池在一小時內放電之放電電流，2C之速率指示使電池在1/2小時內放電之放電電流，C/2之速率指示使電池在2小時內放電之放電電流等。 在二次電池之狀態之上下文中，如本文所使用之「充電狀態」係指二次電池充電至其額定容量之至少75%所處之狀態。舉例而言，電池可充電至其額定容量之至少80%，其額定容量之至少90%，且甚至其額定容量之至少95%，諸如其額定容量之100%。 在二次電池之狀態之上下文中，如本文所使用之「放電狀態」係指二次電池放電至小於其額定容量之25%所處之狀態。舉例而言，電池可放電至小於其額定容量之20%，諸如小於其額定容量之10%，且甚至小於其額定容量之5%，諸如其額定容量之0%。 在二次電池充電與放電狀態之間循環之上下文中，如本文所使用之「循環」係指使電池充電及/或放電以使循環中之電池自第一狀態(亦即，充電或放電狀態)移動至第二狀態(亦即，第一狀態之相對狀態) (亦即，充電狀態(若第一狀態為放電)，或放電狀態(若第一狀態為充電)，且隨後使電池移動回到第一狀態以完成循環。舉例而言，二次電池在充電與放電狀態之間的單一循環可包括，當在充電循環中時，使電池自放電狀態充電至充電狀態，且隨後放電回到放電狀態以完成循環。單一循環亦可包括，當在放電循環中時，電池自充電狀態放電至放電狀態，且隨後充電回到充電狀態以完成循環。 如本文中關於電極總成提及之「斐瑞特直徑(Feret diameter)」定義為在垂直於兩個平面之方向上量測之限制電極總成之兩個平行平面之間的距離。舉例而言，縱向方向上電極總成之斐瑞特直徑為如在縱向方向上在垂直於縱向方向之限制電極總成之兩個平行平面之間所量測之距離。作為另一實例，橫向方向上電極總成之斐瑞特直徑為如在橫向方向上在垂直於橫向方向之限制電極總成之兩個平行平面之間所量測之距離。作為又一實例，垂直方向上電極總成之斐瑞特直徑為如在垂直方向上在垂直於垂直方向之限制電極總成之兩個平行平面之間所量測之距離。 如本文關於電極結構(亦即，陽極結構及/或陰極結構)之至少一個尺寸(例如寬度)、橫截面積及/或體積變化所使用之「成反比關係」係指與相反電極結構之相同尺寸、橫截面及/或體積變化符號相反的變化符號。舉例而言，對於陽極結構之寬度提高，與其成反比關係之陰極結構之寬度尺寸變化將為陰極結構之寬度減小。作為另一實例，對於陽極結構之橫截面積提高，與其成反比關係之陰極結構之橫截面積變化將為陰極結構之橫截面積減小。類似地，對於陽極結構之寬度降低，與其成反比關係之陰極結構之寬度尺寸變化將為陰極結構之寬度提高。作為另一實例，對於陽極結構之橫截面積降低，與其成反比關係之陰極結構之橫截面積變化將為陰極結構之橫截面積提高。藉助於其他實例，對於陽極結構之寬度提高，與其成反比關係之陽極結構之寬度尺寸變化將為陽極結構之寬度減小。作為另一實例，對於陰極結構之橫截面積提高，與其成反比關係之陽極結構之橫截面積變化將為陽極結構之橫截面積減小。類似地，對於陰極結構之寬度降低，與其成反比關係之陽極結構之寬度尺寸變化將為陽極結構之寬度提高。作為另一實例，對於陰極結構之橫截面積減小，與其成反比關係之陽極結構之橫截面積變化將為陽極結構之橫截面積提高。 如本文所使用之「縱向軸線」、「橫向軸線」及「垂直軸線」係指彼此垂直軸線(亦即，各自彼此正交)。舉例而言，如本文所使用之「縱向軸線」、「橫向軸線」及「垂直軸線」等效於用於界定三維態樣或定向之笛卡爾(Cartesian)座標系統。因而，本文中之本發明主題之元件描述不限於用於描述元件三維定向之一或多個特定軸線。換言之，當提及本發明主題之三維態樣時，軸線可為可互換的。 如本文所使用之「縱向方向」、「橫向方向」及「垂直方向」係指彼此垂直方向(亦即，各自彼此正交)。舉例而言，如本文所使用之「縱向方向」、「橫向方向」及「垂直方向」可分別大體上平行於用於界定三維態樣或定向之笛卡爾座標系統之縱向軸線、橫向軸線及垂直軸線。 在二次電池之充電與放電狀態之間的循環之上下文中，如本文所使用之「重複循環」係指自放電狀態至充電狀態，或自充電狀態至放電狀態循環超過一次。舉例而言，充電與放電狀態之間的重複循環可包括自放電至充電狀態循環至少2次，諸如自放電狀態充電至充電狀態，放電回到放電狀態，再次充電至充電狀態且最終放電回到放電狀態。作為又一實例，在充電與放電狀態之間重複循環至少2次可包括自充電狀態放電至放電狀態，充電回到充電狀態，再次放電至放電狀態且最終充電回到充電狀態。藉助於其他實例，充電與放電狀態之間重複循環可包括自放電至充電狀態循環至少5次，且甚至循環至少10次。藉助於其他實例，充電與放電狀態之間的重複循環可包括自放電至充電狀態循環至少25、50、100、300、500及甚至1000次。 在二次電池之上下文中，如本文所使用之「速率容量」係指表示為百分比之在第一C速率下二次電池之容量與在第二C速率下二次電池之容量之比率。舉例而言，可根據容量1 /容量2 ×100計算速率容量，其中容量1 為在第一C速率，諸如1C之C速率下放電之容量，且容量2 為在第二C速率，諸如C/10之C速率下放電之容量，且可表示為指定比率CX :Cy 之計算所得百分比，其中Cx 為第一C速率，且Cy 為第二C速率。 在二次電池之上下文中，如本文所使用之「額定容量」係指在一段時段內遞送指定電流之二次電池之容量，如在標準溫度條件(25℃)下所量測。舉例而言，藉由測定電流輸出持續指定時間或藉由測定指定電流、電流可輸出時間且獲取電流及時間之乘積，額定容量可以安培·小時之單位量測。舉例而言，對於額定20 Amp·hr之電池，若電流指定在2安培下以便評定，則電池可理解為將規定：電流輸出10小時，且相反地，若時間指定為10小時以便評定，則電池可理解為將在10小時期間輸出2安培。具體而言，二次電池之額定容量可以指定放電電流，諸如C速率下之額定容量形式給出，其中C速率為相對於其容量電池放電所處之速率之量度。舉例而言，1C之C速率指示在一小時內電池放電之放電電流，2C指示在1/2小時內電池放電之放電電流，C/2指示在2小時內電池放電之放電電流等。因此，舉例而言，在20 Amp·hr下在1C之C速率下額定之電池將產生20安培之放電電流1小時，而在20 Amp·hr下在2C之C速率下額定之電池將產生40安培之放電電流持續½小時，且在20 Amp·hr下在C/2之C速率下額定之電池將產生10安培之放電電流超過2小時。 在電極總成之尺寸之上下文中，如本文所使用之「最大寬度」(WEA )對應於電極總成之最大寬度，如自縱向方向上電極總成之縱向最終表面之相對的點所量測。 在電極總成之尺寸之上下文中，如本文所使用之「最大長度」(LEA )對應於電極總成之最大長度，如自橫向方向上電極總成之側表面之相對的點所量測。 在電極總成之尺寸之上下文中，如本文所使用之「最大高度」(HEA )對應於電極總成之最大高度，如自橫向方向上電極總成之側表面之相對的點所量測。 如本文所使用之「孔隙度」或「空隙分數」係指在總體積範圍內體積中之空隙分數且可表示為百分比。舉例而言，陰極活性材料層之孔隙度為每總層體積層中之空隙所產生之體積分數。在二次電池之上下文中，在二次電池之充電及/或放電期間，陰極活性材料層中之空隙可至少部分地填充有電解質，諸如液體電解質，且因而孔隙度或空隙分數可為可潛在地被電解質佔據的層之體積分數之量度。 一般而言，本發明之態樣涉及能量儲存裝置100 (參見例如圖9)，諸如在充電與放電狀態之間循環之二次電池102，如例如圖1A至圖1B及/或圖9中所示。二次電池102包括電池殼體104、電極總成106、載體離子及在電池殼體內之非水性液體電解質。在如圖1A中所示之實施例中，電極總成106包含陽極結構群110 (亦即，負電極結構)、陰極結構群112 (亦即，正電極結構)及經配置以電學上分隔陽極結構群110及112之構件之電絕緣微孔隔板130。 根據一個實施例，本發明之態樣涉及在陽極結構群110之構件在二次電池102在充電與放電狀態之間循環後膨脹及/或收縮的情況下，解決能量儲存裝置100，諸如二次電池102中可能產生之問題。舉例而言，陽極結構110可包含陽極活性材料層132 (參見例如圖7)，其在二次電池102充電期間接收載體離子，諸如藉由嵌入或摻合有載體離子，其量足以使得陽極結構體積提高。參見圖1A，三維電極總成106之實施例展示為具有彼此互相交叉之陽極結構110及陰極結構112之交替集，且其具有大體上平行於堆疊方向D (其在圖1A中描繪為與Y軸平行)之縱向軸線AEA ，大體上平行於X軸之橫向軸線(未示出)，及大體上平行於Z軸之垂直軸線(未示出)。本文所示X、Y及Z軸為僅意欲展示基組之任意軸線，其中軸線在參考空間中彼此相互垂直且不意欲以任何方式將本文中之結構限於特定定向。一般而言，在具有電極總成106之二次電池102之充電及放電循環後，載體離子分別在陽極與陰極結構110及112之間行進，諸如一般在與Y軸平行之方向上，如圖1A中描繪之實施例中所示，且可嵌入及/或移動進入定位於行進方向內之陽極結構110及陰極結構112中之一或多者的陽極/陰極活性材料。具體而言，在自放電狀態移動至充電狀態時，載體離子，諸如鋰、鈉、鉀、鈣及鎂中之一或多者可在電池中在正電極與負電極之間移動。在到達陽極結構後，載體離子可隨後嵌入或摻合於電極材料中，因此提高該電極之尺寸及體積。相反地，自充電狀態逆轉至放電狀態可使得離子去嵌入或去摻合，因此使陽極結構收縮。此摻合及/或嵌入及去摻合及/或去嵌入可使得陽極結構體積明顯變化，其歸因於可能由於在二次電池102之循環期間陽極結構群110之構件膨脹發生之電極總成106之總體宏觀膨脹，可能導致電極總成106中之應變。因此，在充電及放電後，陽極結構110之重複膨脹及收縮可能導致電極總成106中之應變。 根據一個實施例，隨著二次電池循環膨脹及/或收縮之陽極結構110包含：具有當二次電池102自放電充電至充電狀態時，每莫耳陽極活性材料接收超過一莫耳載體離子之容量之陽極活性材料。藉助於其他實例，陽極活性材料可包含具有接收每莫耳陽極活性材料1.5或超過1.5莫耳載體離子，諸如每莫耳陽極活性材料2.0或超過2.0莫耳載體離子，且甚至每莫耳陽極活性材料2.5或超過2.5莫耳載體離子，諸如每莫耳陽極活性材料3.5莫耳或超過3.5莫耳載體離子之容量之材料。陽極活性材料可接收之載體離子可為鋰、鉀、鈉、鈣及鎂中之至少一者。膨脹以提供此類體積變化的陽極活性材料之實例包括矽、鋁、錫、鋅、銀、銻、鉍、金、鉑、鍺、鈀及其合金中之一或多者。 根據一個實施例，二次電池102包括限制電極總成106生長之電極限制組108。受限之電極總成106之生長可為電極總成106之一或多個尺寸之宏觀提高，且其可歸因於陽極結構群110之構件之體積提高。在一個實施例中，電極限制組108包含一級生長限制系統151以緩和及/或減少縱向方向上(亦即，在與Y軸平行之方向上)電極總成106之生長、膨脹及/或腫脹中之至少一者，如例如圖1B中所示。舉例而言，一級生長限制系統151可包括經配置以藉由相反膨脹，諸如在電極總成106之縱向末端表面116、118處，限制生長之結構。在一個實施例中，一級生長限制系統151包含第一及第二一級生長限制154、156，其在縱向方向上彼此分隔且與至少一個將第一及第二一級生長限制154、156連接在一起以限制在電極總成106之縱向方向上之生長之一級連接構件162協同操作。舉例而言，第一及第二一級生長限制154、156可至少部分地覆蓋電極總成106之第一及第二縱向末端表面116、118，且可與使一級生長限制154、156彼此連接以抵抗且限制在充電及/或放電之重複循環期間發生之電極總成106之任何生長之一或多個連接構件162、164協同操作。在另一實施例中，第一及第二一級生長限制154、156中之一或多者可在電極總成106內部，且可與至少一個連接構件162協同操作以限制在縱向方向上之生長。一級生長限制系統151之實施例及操作之其他論述更詳細地提供於下文中。 另外，二次電池102中經由充電及放電過程之重複循環可不僅在電極總成106之縱向方向(例如圖1A至圖1B中之Y軸)上誘導生長及應變，但亦可在與縱向方向正交之方向，諸如橫向及垂直方向(分別例如圖1A至圖1B中之X及Z軸)上誘導生長及應變。此外，在某些實施例中，併入一級生長限制系統151抑制在一個方向上之生長甚至可加重一或多個其他方向上之生長及/或腫脹。舉例而言，在提供一級生長限制系統151以在縱向方向上限制電極總成106生長之情況下，在充電及放電循環及電極結構之所得腫脹期間，嵌入載體離子可誘導一或多個其他方向上之應變。具體而言，在一個實施例中，電極生長/腫脹及縱向生長限制之組合所產生之應變可導致垂直方向(例如如圖1A至圖1B中所示之Z軸)或甚至橫向方向(例如如圖1A至圖1B中所示之X軸)上之電極總成106之彎曲或其他故障。 因此，在本發明之一個實施例中，二次電池102不僅包括一級生長限制系統151，且亦包括可與一級生長限制系統151協同操作之至少一個二級生長限制系統152以限制沿著電極總成106之一或多個軸線之電極總成106之生長。舉例而言，在一個實施例中，二級生長限制系統152可經配置以與一級生長限制系統151互鎖或另外協同操作以使得可限制電極總成106之總體生長，從而賦予改良效能且分別降低具有電極總成106及一級及二級生長限制系統151及152之二次電池之故障發生率。在一個實施例中，二級生長限制系統152包含在第二方向上分隔且藉由至少一個二次連接構件166連接之第一及第二二級生長限制158、160，其中二級限制系統至少部分地在二次電池循環後限制電極總成在與縱向方向(例如Z方向)正交之方向上之生長。分別一級及二級生長限制系統151及152之間的相互關係之實施例之其他論述及其限制電極總成106生長之操作更詳細地提供於下文中。 在本發明之一個實施例中，電極限制組108可限制電極總成106生長以使得陽極結構群110之構件生長，亦即，在具有電極總成106之二次電池102充電期間，使得電極總成106之其他結構壓縮。舉例而言，電極限制組108可提供縱向限制，亦即經由一級生長限制系統151，其限制電極總成106在縱向方向上之生長，以使得在二次電池102充電期間，陽極結構群110之構件在縱向方向上之膨脹對電極總成106中之陰極結構群112之構件施加壓縮壓力。亦即，陰極結構群112之構件可因縱向限制之存在，而至少部分地防止遠離膨脹的陽極結構構件縱向平移，結果為陽極結構群110之構件之縱向膨脹壓縮陰極結構群112之構件。根據又一實施例，電極限制組108可限制電極總成106在與縱向方向正交之其他方向上，諸如在垂直方向(Z方向)上及/或在橫向方向(X方向)上之生長，以使得陽極結構群110之構件之生長在充電期間產生壓縮力。具有電極限制組之電極總成106中之陽極結構群110之構件之生長可因此對電極總成之其他組件產生壓縮力及/或壓力，若超過力及/或壓力故障限值，則其可能導致此類組件之故障。 在一個實施例中，受限制之電極總成106中之陽極結構群110之構件之膨脹及/或收縮可至少部分地藉由提供能夠膨脹及/或收縮，諸如至少部分相對於陽極結構群110之構件之膨脹及/或收縮之陰極結構群112之構件調節，從而減少電極總成106中之應變。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之構件能夠以與陽極結構群之構件之至少一個尺寸變化成反比關係的方式改變(例如膨脹及/或收縮)至少一個尺寸。舉例而言，在陽極結構群110之構件在二次電池102充電期間提高寬度尺寸及/或橫截面積的情況下，陰極結構群112之構件可能夠使寬度尺寸及/或橫截面積收縮以至少部分地適應陽極結構群110之構件之尺寸變化。 在一個實施例中，陽極結構群110之各構件具有含橫截面積A之橫截面114，且陰極結構群112之各構件具有含橫截面積C之橫截面114，其中橫截面積在與縱向方向(亦即，與縱向軸線AEA 平行)平行之第一縱向平面113中量測，如例如圖1C及圖1D中所示。正如如描繪如沿著縱向平面113所獲取之大體矩形橫截面之圖1D中所示之實施例所見，此類矩形橫截面之陽極結構之橫截面積A可等於陽極結構110之高度HA 乘以陽極結構之寬度WA ，且陰極結構112之橫截面積C可等於陰極結構110之高度HC 乘以陰極結構112之寬度WC 。或者及/或另外，可例如藉由一般熟習此項技術者理解之適合的橫截面積測定方法，針對具有與圖1C至圖1D中所示不同的形狀及/或橫截面之電極，計算橫截面積114。不限於此，在一個實施例中，可藉由使用掃描電子顯微法(SEM)技術計算橫截面積以鑑別第一縱向平面113中之相關陰極及/或陽極結構群之構件之橫截面。藉由SEM獲得之橫截面之橫截面積可隨後使用一般熟習此項技術者已知的方法，諸如例如藉由使用能夠測定各種形狀及物件之面積之可用的軟體程式，諸如例如可購自美國國家衛生研究院(National Institutes of Health)之ImageJ軟體(Java中之圖像處理及分析(Image Processing and Analysis))獲得。在一個實施例中，藉由SEM鑑別之圖像中之橫截面之面積可大體使用軟體程序，藉由計算方式或手動方式鑑別SEM圖像中之橫截面之邊界，計數處於對應於橫截面之SEM圖像之部分之鑑別邊界之多個像素且輸入該圖像之比例(例如該圖像中之每個像素尺寸大小)以計算鑑別之橫截面之面積來測定。用於測定橫截面積之一般熟習此項技術者已知的其他方法亦可用於測定陽極及陰極結構群之一或多個構件之橫截面之面積。 因此，在一個實施例中，陽極結構群110之構件及/或陰極結構群112之構件之尺寸變化可根據如在第一縱向平面中所量測之結構之橫截面積變化來測定。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群之各構件在二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積A1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積A2 ，且陰極結構群之各構件在二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積C1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積C2 。陽極及/或陰極結構群之構件在充電及放電後之尺寸及/或體積變化可因此產生總成，其中對於陽極結構群之子組之構件中之每一者，A1 大於A2 ，且對於陰極結構群之子組之構件中之每一者，C1 小於C2 。亦即，在二次電池充電後，陽極結構群之構件之橫截面積自A1 提高至A2 ，而陰極結構群之構件之橫截面積自C2 收縮至C1 ，且在二次電池放電後，陽極結構群之構件之橫截面積自A2 減小至A1 ，而陰極結構群之構件之橫截面積自C2 提高至C1 。因此，在一個實施例中，陰極結構群之構件之改變尺寸可至少部分地適應陽極結構群之構件之尺寸及/或大小提高及/或減小。 此外，陽極結構群之「子組」意謂陽極結構群之至少一個構件，且子組亦可與電極總成106中之陽極結構群中之構件數目共同延伸。亦即，陽極結構群之子組可包括電極總成106中之陽極結構群之僅一個或所有構件或任何中間數目。類似地，陰極結構群之「子組」意謂陰極結構群之至少一個構件，且子組亦可與電極總成106中之陰極結構群中之構件數目共同延伸。亦即，陰極結構群之子組可包括電極總成中之陰極結構群之僅一個或所有構件或任何中間數目。舉例而言，陽極或陰極結構群之子組可包含一個構件或兩個構件或超過兩個構件。在一個實施例中，子組包含至少五個構件。在另一實施例中，子組包含至少10個構件。在又一實施例中，子組包含至少20個構件。在又一實施例中，子組包含至少50個構件。舉例而言，在一個實施例中，群之子組可包含1至7個構件，諸如2至6個構件，且甚至3至5個構件。在又一實施例中，子組(陽極及/或陰極結構群之子組)可包含電極總成106中之構件之總數目百分比。舉例而言，子組可包含電極總成中至少10%之構件(陽極及/或陰極構件)，諸如至少25%之構件，且甚至至少50%，諸如至少75%，且甚至電極總成中至少90%之構件。 藉助於進一步解釋，在一個實施例中，陰極結構群112之構件可理解為展現尺寸變化，諸如尺寸、橫截面及/或體積變化。舉例而言，陰極結構群112之構件可展現各陰極結構112之橫截面積C或寬度WC 變化，如在縱向方向(亦即，與縱向軸線AEA 平行)上所量測，以至少部分地適應陽極結構110之膨脹/收縮。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之構件之寬度WC 及/或橫截面積C可至少部分地適應陽極結構群110之構件之寬度WA 及/或橫截面積A變化，諸如如在縱向方向上所量測之寬度及/或具有寬度之至少一部分作為其尺寸之橫截面，其可歸因於在載體離子在陽極與陰極結構之間的行進方向上載體離子之嵌入及/或摻合或去嵌入及去摻合進行，其行進方向大體可在縱向方向上。亦即，在陽極結構群110之構件之寬度及/或橫截面積在充電後提高的情況下，陰極結構群112之構件之寬度及/或橫截面積在充電後可減小，且在陽極結構群110之構件之寬度及/或橫截面積在放電後減小的情況下，陰極結構群112之構件之寬度及/或橫截面積可在放電後提高。在又一實施例中，在陽極結構群110之構件之膨脹/收縮後，陰極結構群112之構件之至少一個尺寸變化可理解為產生與陽極結構群之構件之橫截面積變化成反比關係之陰極結構群112之構件之橫截面積總體變化。亦即，在陽極結構群110之構件之橫截面積在充電後提高的情況下，陰極結構群112之構件之橫截面可在充電後減小，且在陽極結構群110之構件之橫截面積在放電後減小的情況下，陰極結構群112之構件之橫截面積可在放電後提高。在又一實施例中，在陽極結構群110之構件之膨脹/收縮後，陰極結構群112之構件之至少一個尺寸變化可理解為產生與陽極結構群之構件之體積變化成反比關係之陰極結構112之體積總體變化。亦即，在陽極結構群110之構件之體積在充電後提高的情況下，陰極結構群112之構件之體積可在充電後減小，且在陽極結構群110之構件之體積在放電後減小的情況下，陰極結構群112之構件之體積可在放電後提高。 此外，在一個實施例中，陰極結構群112之構件之至少一個尺寸(例如寬度)、橫截面及/或體積之變化符號為與陽極結構群110之構件之至少一個尺寸、橫截面及/或體積之變化符號相反的變化符號，以使得尺寸變化彼此成反比關係。舉例而言，對於在二次電池102充電後寬度提高之陽極結構群110之構件，寬度變化符號將為由最終寬度WF 減去初始寬度WI (WF -WI =+ΔW)產生之數目符號，其為具有正號(+)之正數，因為陽極結構之WF 大於WI 。相反地，對於在二次電池102充電後寬度減小之陰極結構群112之構件，寬度變化符號將為WF -WI =-ΔW，其為具有負號(-)之負數，因為陰極結構之WF 小於WI 。然而，應注意，在充電及/或放電期間，陽極結構之ΔW之量值之絕對值不必與陰極結構之ΔW之量值之絕對值相同。換言之，在充電期間，陽極結構之膨脹程度不一定必須等於陰極結構之收縮程度。舉例而言，二次電池中之其他結構可至少部分地適應陽極結構之膨脹，以使得陰極結構之壓縮小於可能另外預期若陰極結構壓縮至一定程度以完全適應陽極結構膨脹之完全程度。放電可同樣如此，其中在放電過程期間，陰極結構之膨脹程度可具有與陽極結構之收縮程度不同的量值。因此，在陽極結構群110之構件展現具有正號之寬度、橫截面及/或體積變化(例如寬度提高)的情況下，陰極結構群112之構件之寬度、橫截面及/或體積變化可與其成反比關係(儘管可能具有不同量值)，且因此具有負號。相反地，在陽極結構群之構件展現具有負號之寬度、橫截面及/或體積變化(例如寬度減小)的情況下，陰極結構群112之構件之寬度、橫截面及/或體積變化可與其成反比關係(儘管可能具有不同量值)，且因此具有正號。藉由提供能夠改變至少一個尺寸，諸如寬度、橫截面及/或體積，相對於陽極結構群之構件之膨脹及/或收縮之陰極結構群之構件，可另外由二次電池之多次循環內重複膨脹及收縮引起之電極總成106上之應變可減小，從而改良二次電池102之壽命及效能。 藉助於進一步解釋，參見圖2A至圖2C，展示電極總成106之實施例，其具有在充電狀態(圖2A及圖2C)及放電狀態(圖2B)下，相對於陽極結構群112之構件之膨脹/收縮，改變尺寸(例如寬度、橫截面積及/或體積)之陰極結構群110之構件。在展示二次電池102之充電狀態之圖2A中，陽極結構群110之構件具有橫截面積A1 與寬度WA1 ，且陰極結構群112之構件具有橫截面積C1 與寬度WC1 。然而，當二次電池102放電至圖2B中所示之放電狀態時，陽極結構群110之構件之寬度減小以提供橫截面積A2 及寬度WA2 ，同時陰極結構群112之構件之寬度提高以提供橫截面積C2 、WC2 ，其中A2 ＜A1 且C2 ＞C1 ，且WA2 ＜WA1 且WC2 ＞WC1 。亦即，陰極結構群112之構件之尺寸變化可與陽極結構群110之構件成反比關係，因為當二次電池放電(藉由圖2B中之箭頭示意性地描繪寬度改變方向)時，陰極結構群構件之橫截面積及/或寬度提高，同時陽極結構群構件之橫截面積及/或寬度減小。當二次電池102自圖2B中所示之放電狀態充電至圖2C中所示之後續充電狀態時，陽極及陰極結構群110、112之構件展現另一橫截面積及/或寬度變化，其中陽極結構群之構件之橫截面積提高至A3 ，其中A3 ＜A2 ，且陽極結構群之構件之寬度提高至WA3 ，其中WA3 ＞WA2 ，且陰極結構群之構件之橫截面積降低至C3 ，其中C3 ＜C2 ，且陰極結構群之構件之寬度降低至WC3 ，其中Wc3 ＜WC2 。同時在一些實施例中，在圖2C中描繪之後續充電狀態下，陽極結構群110之構件之橫截面積A3 及/或寬度WA3 可與圖2A中所示之初始充電狀態下陽極結構群110之構件之對應橫截面積A1 及/或寬度WA1 相同，亦有可能後續充電狀態下陽極結構群110之構件之橫截面積A3 及/或寬度WA3 可提高超過初始充電狀態下陽極結構群110之構件之橫截面積A1及/或寬度WA1 。亦即，在某些實施例中，處於充電狀態下之陽極結構群110之構件之寬度、橫截面積及/或體積可提高二次電池102在充電與放電狀態之間的過度重複循環。類似地，在圖2C中描繪之後續充電狀態下，陰極結構群112之構件之橫截面積C3 及/或寬度Wc3 可與3A中描繪之初始充電狀態下陰極結構群112之構件之橫截面積C3 及/或寬度WC1 相同，亦有可能後續充電狀態下陰極結構群112之構件之橫截面積C3 及/或寬度WC3 可降低超過初始充電狀態下陰極結構群112之構件之對應橫截面積C3 及/或寬度WC1 。亦即，在某些實施例中，處於充電狀態下之陰極結構群112之構件之寬度、橫截面積及/或體積可減少二次電池102在充電與放電狀態之間的過度重複循環，以便適應在二次電池102之重複循環期間可能發生的陽極結構群110之構件之生長提高。 因此，在一個實施例中，陰極結構群112之構件在二次電池102處於充電狀態下時具有第一尺寸，諸如第一尺寸及/或橫截面積，且在二次電池102處於放電狀態下時具有第二尺寸，諸如第二尺寸及/或橫截面積，其中第一尺寸及/或橫截面積小於第二尺寸及/或橫截面積。在又一實施例中，陰極結構112之尺寸變化，諸如尺寸及/或橫截面積變化可與陽極結構群110之構件之尺寸及/或橫截面積變化成反比關係。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過3×107 µm2 之第一橫截面積C1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過1×107 µm2 之第一橫截面積C1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過9.5×106 µm2 之第一橫截面積C1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過8×106 µm2 之第一橫截面積C1 。又藉助於其他實例，陰極結構群之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過5×106 µm2 之第一橫截面積C1 。一般而言，處於充電狀態下之陰極結構群之至少一個構件之第一橫截面積C1 可為至少2×102 µm2 ，例如處於充電狀態下之第一橫截面積C1 可為至少2.5×102 µm2 ，且甚至至少3×102 µm2 。舉例而言，第一橫截面積C1 可在2×102 µm2 至3×107 µm2 ，諸如2.5×102 µm2 至9.5×106 µm2 範圍內，且甚至在3×102 µm2 至8×106 µm2 範圍內。 此外，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件在放電狀態下具有至少1.01×102 µm2 之第二橫截面積C2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.05×102 µm2 之第二橫截面積C2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.0×103 µm2 之第二橫截面積C2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.05×103 µm2 之第二橫截面積C2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.1×103 µm2 之第二橫截面積C2 。一般而言，處於充電狀態下之陰極結構群之至少一個構件之第二橫截面積C2 將不超過1.5×1010 ，例如在放電狀態下，第二橫截面積C2 可不超過1×107 µm2 ，且甚至可不超過1×106 µm2 。舉例而言，第二橫截面積C2 可在1.01×102 µm2 至1.5×1010 µm2 ，諸如1.0×103 µm2 至1.0×107 µm2 範圍內，且甚至在1.05×102 µm2 至1×106 µm2 範圍內。 在又一實施例中，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有至少1.05:1的處於放電狀態下之陰極結構112之第二橫截面積C2 與處於充電狀態下之陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有至少1.1:1之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有至少1.3:1之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有至少2:1之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有至少3:1之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有至少4:1之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有至少6:1之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。一般而言，第二橫截面積C2與第一橫截面積C1之比率將不超過約15:1，且將甚至不超過10:1，諸如例如不超過8:1。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有可在1.05:1至15:1範圍內之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有可在1.1:1至6:1範圍內之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之至少一個構件具有可在1.3:1至4:1範圍內之陰極結構112之第二橫截面積C2 與陰極結構112之第一橫截面積C1 之比率。此外，在一個實施例中，第一橫截面積C1 相對於第二橫截面積C2 之收縮在2%收縮至90%收縮，諸如5%收縮至75%收縮範圍內。亦即，第一橫截面積C1 可相對於C2 收縮至少2%，諸如相對於C2 至少5%且甚至至少10%，但可相對於C2 收縮小於90%，諸如相對於C2 小於80%且甚至小於75%。 此外，在一個實施例中，陽極結構群110之至少一個構件在充電狀態下可具有至少100 µm2 之第一橫截面積A1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件在充電狀態下可具有至少1×103 µm2 之第一橫截面積A1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件在充電狀態下可具有至少4.5×103 µm2 之第一橫截面積A1 。又藉助於其他實例，陽極結構群之至少一個構件在充電狀態下可具有至少6×103 µm2 之第一橫截面積A1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件在充電狀態下可具有至少8×103 µm2 之第一橫截面積A1 。一般而言，處於充電狀態下之陽極結構群之至少一個構件之第一橫截面積A1 可不超過1.5×107 µm2 ，例如在充電狀態下，第一橫截面積A1可不超過7.6×106 µm2 ，且可甚至不超過5×106 µm2 。舉例而言，第一橫截面積A1 可在100 µm2 至1.5×107 µm2 ，諸如4.5×103 µm2 至7.6×106 µm2 範圍內，且甚至在6×103 µm2 至5×106 µm2 範圍內。 此外，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件在放電狀態下具有不超過3×107 µm2 之第二橫截面積A2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過1.5×107 µm2 之第二橫截面積A2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過7.5×106 µm2 之第二橫截面積A2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過5×106 µm2 之第二橫截面積A2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過3×106 µm2 之第二橫截面積A2 。一般而言，處於充電狀態下之陽極結構群之至少一個構件之第二橫截面積A2 將為至少500 µm2 ，例如在放電狀態下，第二橫截面積A2 可為至少1.5×103 ，且甚至至少3×103 µm2 。舉例而言，第二橫截面積A2 可在500 µm2 至3×107 µm2 ，諸如1.5×103 µm2 至7.5×106 µm2 範圍內，且甚至在3×103 µm2 至5×106 µm2 範圍內。 在又一實施例中，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有至少1.01:1之處於充電狀態下之陽極結構110之第一橫截面積A1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有至少1.05:1之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有至少1.5:1之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有至少2:1之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有至少3:1之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有至少4:1之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有至少5:1之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有可在1.01:1至5:1範圍內之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有可在1.01至4:1範圍內之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之至少一個構件具有可在1.01:1至3:1範圍內且甚至在1.5:1至3:1範圍內之陽極結構110之第一橫截面積A1 與陽極結構110之第二橫截面積A2 之比率。 在一個實施例中，陽極結構群之子組具有中值橫截面積，如根據MAA 所量測，其如本文所使用係指多於一個陽極構件之橫截面積之中值，及/或根據MLA 所量測，其如本文所使用係指在不同縱向平面處長陽極構件之橫截面積之中值，及/或根據MOA 所量測，其如本文所使用係指MAA 及MLA 之中值。此外，陰極結構群之子組具有中值橫截面積，如根據MAc 所量測，其如本文所使用係指多於一個陰極構件之橫截面積之中值，及/或根據MLc 所量測，其如本文所使用係指在不同縱向平面處長陽極構件之橫截面積之中值，及/或根據MOC 所量測，其如本文所使用係指MAC 及MLC 之中值。此等量度之進一步描述如下。 根據一個實施例，陽極結構群之子組具有中值橫截面積MAA ，且陰極結構群之子組具有中值橫截面積MAC ，其中MAA 及MAC 分別為陽極結構群及陰極結構群之構件之橫截面積A及C之中值，如橫跨陽極及/或陰極結構群之子組所量測。亦即，MAA 可理解為如在陽極結構群之構件之子組之第一縱向平面113中所量測之中值橫截面，且MAC 可理解為如在陰極結構群之構件之子組之第一縱向平面113中所量測之中值橫截面。亦即，為測定子組之中值橫截面積MAA ，測定子組中之陽極結構群之各構件之橫截面積，且隨後評估橫截面積之中值。類似地，為測定子組之中值橫截面積MAC ，測定子組中之陰極結構群之各構件之橫截面積，且隨後評估橫截面積之中值。在一個實施例中，測定包含至少兩個構件之子組之如在第一縱向平面中所量測之橫截面積之中值。在另一實施例中，測定包含至少五個構件之子組之如在第一縱向平面中所量測之橫截面積之中值。在另一實施例中，測定包含至少十個構件之子組之如在第一縱向平面中所量測之橫截面積之中值。在另一實施例中，測定包含至少20個構件之子組之如在第一縱向平面中所量測之橫截面積之中值。在另一實施例中，測定包含至少50個構件之子組之如在第一縱向平面中所量測之橫截面積之中值。舉例而言，在一個實施例中，群之子組可包含1至7個構件，諸如2至6個構件，且甚至3至5個構件。在又一實施例中，群之子組可包含電極總成106中之構件之總數目百分比。舉例而言，子組可包含電極總成中至少10%之構件，諸如至少25%之構件，且甚至至少50%，諸如至少75%，且甚至電極總成中至少90%之構件。 在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有可與上文針對處於充電狀態下之陰極結構群之構件之第一橫截面積C1 給出之值相同及/或類似的第一中值橫截面積MAC1 。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之子組可具有不超過3×107 µm2 之第一中值橫截面積MAC1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過1×107 µm2 之第一中值橫截面積MAC1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過9.03×106 µm2 之第一中值橫截面積MAC1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過8×106 µm2 之第一中值橫截面積MAC1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過5×106 µm2 之第一中值橫截面積MAC1 。一般而言，陰極結構群之子組之第一中值橫截面積MAC1 可為至少2×102 µm2 ，例如陰極結構群之子組之第一中值橫截面積MAC1 可為至少2.6×102 µm2 ，例如在充電狀態下，第一中值橫截面積MAC1 可為至少3×102 µm2 。舉例而言，第一中值橫截面積MAC1 可在1×102 µm2 至3×107 µm2 ，諸如2.6×102 µm2 至9.03×106 µm2 範圍內，且甚至在3×102 µm2 至8×106 µm2 範圍內。 此外，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有可與上文針對處於放電狀態下之陰極結構群之構件之第二橫截面積C2 給出之值相同及/或類似的第二中值橫截面積MAC2 。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下，在放電狀態下可具有至少1.01×102 µm2 之第二中值橫截面積MAC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有至少1.05×102 µm2 之第二中值橫截面積MAC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有至少1.05×103 µm2 之第二中值橫截面積MAC2 。藉助於其他實例，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有至少1.1×103 µm2 之第二中值橫截面積MAC2 。藉助於其他實例，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有至少1.5×103 µm2 之第二中值橫截面積MAC2 。一般而言，處於放電狀態下之陰極結構群之子組之第二中值橫截面積MAc2 將不超過1.5×1010 µm2 ，例如在放電狀態下，第二中值橫截面積MAc2 可不超過9.5×106 µm2 ，且可甚至不超過1×106 µm2 。舉例而言，第二中值橫截面積MAC2 可在1.01×102 µm2 至1.5×1010 µm2 ，諸如1.05×103 µm2 至9.5×106 µm2 範圍內，且甚至在1.1×102 µm2 至1×106 µm2 範圍內。 在又一實施例中，陰極結構群112之子組可具有與上文針對處於放電狀態下之第二橫截面積C2 與處於充電狀態下之第一橫截面積C1 之比率給出之值相同及/或類似的處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAC2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAC1 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少1.05:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少1.1:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少1.3:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少2:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少3:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少4:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少6:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。一般而言，子組之MAC2 與MAC1 之比率將不超過約15:1且將甚至不超過10:1，諸如例如不超過8:1。舉例而言，陰極結構群之子組具有可在1.05:1至15:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，陰極結構群之子組具有可在1.1:1至6:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有可在1.3:1至4:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一中值橫截面積MAC1 之子組相對於第二中值橫截面積MAC2 之收縮可在2%收縮至90%收縮，諸如5%收縮至75%收縮範圍內。亦即，陰極結構群之子組可具有相對於第二中值橫截面積MAC2 收縮至少2%之第一中值橫截面積MAC1 ，諸如相對於第二中值橫截面積MAC2 收縮至少5%且甚至至少10%，但可相對於第二中值橫截面積MAC2 收縮小於90%，諸如相對於第二中值橫截面積MAC2 小於80%且甚至小於75%。 此外，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有可與上文關於處於充電狀態下之陽極結構群之構件之第一橫截面積A1 給出之值相同及/或類似的第一中值橫截面積MAA1 。舉例而言，根據一個實施例，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少100 µm2 之第一中值橫截面積MAA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少1×103 µm2 之第一中值橫截面積MAA1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少4.7×103 µm2 之第一中值橫截面積MAA1 。又藉助於其他實例，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少6×103 µm2 之第一中值橫截面積MAA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少8×103 µm2 之第一中值橫截面積MAA1 。一般而言，處於充電狀態下之陽極結構群之子組之第一中值橫截面積MAA1 可不超過1.5×107 µm2 ，例如處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 可不超過6.8×107 µm2 ，且可甚至不超過5×106 µm2 。舉例而言，處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 可在100 µm2 至1.5×107 µm2 ，諸如4.7×103 µm2 至6.8×106 µm2 範圍內，且甚至在6×103 µm2 至5×106 µm2 範圍內。 此外，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有可與上文針對處於放電狀態下之陽極結構群之構件之第二橫截面積A2 給出之值相同及/或類似的第二中值橫截面積MAA2 。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過3×107 µm2 之第二中值橫截面積MAA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過1.5×107 µm2 之第二中值橫截面積MAA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過7.1×106 µm2 之第二中值橫截面積MAA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過5×106 µm2 之第二中值橫截面積MAA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過3×106 µm2 之第二中值橫截面積MAA2 。一般而言，處於充電狀態下之陽極結構群之子組之第二中值橫截面積MAA2 將為至少1.5×103 µm2 ，例如在放電狀態下，第二中值橫截面積MAA2 可為至少1.6×103 µm2 ，且甚至至少3×103 µm2 。舉例而言，處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 可在500 µm2 至3×107 µm2 ，諸如1.6×103 µm2 至7.1×106 µm2 範圍內，且甚至在3×103 µm2 至5×106 µm2 範圍內。 在又一實施例中，陽極結構群110之子組可具有與上文針對處於充電狀態下之第一橫截面積A1 與處於放電狀態下之第二橫截面積A2 之比率給出之值相同及/或類似的處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少1.01:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少1.05:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少1.5:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少2:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少3:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少4:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少5:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有可在1.01:1至5:1範圍內之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有可在1.01至4:1範圍內之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有可在1.01:1至3:1範圍內且甚至在1.5:1至3:1範圍內之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MAA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAA2 之比率。 在又一實施例中，陽極結構群之構件可各自理解為具有在橫向方向上量測之長度LA 、在縱向方向上量測之寬度WA 及在垂直方向上量測之高度HA ，如例如圖1A中所示。類似地，陰極結構群之構件可各自理解為具有在橫向方向上量測之長度LC 、在縱向方向上量測之寬度WC 及在垂直方向上量測之高度HC 。陽極及陰極結構構件之長度LA 及LC 分別可如自各構件之底部115a至頂部115b所量測，如例如圖1C中所描繪，其中底部115a鄰近於構件延伸之平面121且頂部115b在平面121遠端。此外，在一個實施例中，陽極及/或陰極結構群之構件之長度LA 及/或LC 可為構件之寬度及高度中之每一者的至少5倍(例如構件之長度可長於寬度或高度)。舉例而言，構件之長度L (例如LA 或LC )與寬度W (例如WA 或WC )及高度H (例如HA 或HC )中之每一者之比率可為至少10:1，且甚至至少15:1，諸如至少20:1。 根據一個態樣，陰極及/或陽極群之至少一個構件之橫截面積在不僅與縱向方向平行，但亦與LA 及LC 之方向中之一或多者之方向正交之第一縱向平面中量測。舉例而言，參考圖1C中之實施例，第一縱向平面113描繪為與堆疊方向(縱向方向)平行，同時亦垂直於陽極及陰極結構群之構件之長度方向，其為如其中實施例中所描繪之X方向。舉例而言，根據一個實施例，第一縱向平面可在Z-Y平面中，其中Y對應於與縱向方向平行之軸線，且Z對應於與縱向方向正交、同時亦分別與陽極結構群及陰極結構群之構件之長度LA 及/或LC 正交之軸線。在又一實施例中，量測橫截面積之第一縱向平面在當沿著Y軸(例如縱向軸線)旋轉時距離Z-Y平面小於15度之平面中。在又一實施例中，量測橫截面積之第一縱向平面在當沿著Y軸(例如縱向軸線)旋轉時距離Z-Y平面小於45度之平面中。在又一實施例中，量測橫截面積之第一縱向平面在當沿著Y軸(例如縱向軸線)旋轉時距離Z-Y平面大於45度但距離Z-Y平面小於90度之平面中。在又一實施例中，第一縱向平面在X-Y平面中，其中Y軸對應於與縱向方向平行之軸線，且X軸對應於與縱向軸線正交且亦分別與陽極結構群及陰極結構群之構件之長度LA 及/或LC 平行之軸線。此外，在一個實施例中，可根據獲得之量測值選擇沿著陽極及/或陰極之長度LA 或LC 之第一縱向平面113之位置。舉例而言，在一個實施例中，第一縱向平面113可安置於沿著陽極及/或陰極之長度L約半路之Z-Y平面(例如沿著X方向上之長度約半路)中，如圖1C中所描繪。在另一實施例中，第一縱向平面可安置於更接近陰極及/或陽極結構中之一或多者之末端之Z-Y平面(例如更接近X方向上之陽極及/或陰極之底部或頂部)中。在又一實施例中，可在與縱向方向平行之複數個縱向平面113a、113b中量測橫截面積。 根據又一實施例，陽極結構群之子組之至少一個構件可具有中值橫截面積MLA ，其為如在與該構件之縱向方向平行之複數個平面中所量測之複數個橫截面積A之構件之中值。類似地，陰極群之子組之至少一個構件可具有中值橫截面積MLC ，其為如在與該構件之縱向方向平行之複數個平面中所量測之複數個橫截面積C之構件之中值。舉例而言，參見圖1C，陽極結構群之構件之橫截面A可在與該構件之縱向方向平行之複數個平面113a、b，諸如第一縱向平面113及一或多個平面113a、b中量測。在一個實施例中，一或多個其他平面113a、b為與第一縱向平面113平行之平面且可位於沿著陽極長度之不同位置處(例如在X軸上之不同位置處)。中值橫截面積MLA 可因此經計算為在陽極結構群之構件之各縱向平面中量測之橫截面A之中值。類似地，陰極結構群之構件之橫截面C可在與該構件之縱向方向平行之複數個平面113a、b，諸如第一縱向平面113及一或多個平面113a、b中量測。在一個實施例中，一或多個其他平面113a、b為與第一縱向平面113平行之平面，且可位於沿著陰極之長度之不同位置處(例如在X軸上之不同位置處)。中值橫截面為MLC ，其可因此經計算為在陰極結構群之構件之各縱向平面中量測之橫截面C之中值。 在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在分別陽極及陰極結構群子組之至少兩個縱向平面中量測之橫截面積之中值橫截面積。在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在分別陽極及陰極結構群子組之至少三個縱向平面中量測之橫截面積之中值橫截面積。在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在分別陽極及陰極結構群子組之至少五個縱向平面中量測之橫截面積之中值橫截面積。在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在分別陽極及陰極結構群子組之至少十個縱向平面中量測之橫截面積之中值橫截面積。此外，在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 可為如在彼此相距預定長度之至少兩個縱向平面中量測之橫截面積之中值。舉例而言，在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在彼此間隔至少10%之構件之長度LA 及/或LC (例如沿著X軸間隔開)之至少兩個縱向平面中量測之構件之橫截面積之中值。作為另一實例，在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在彼此間隔至少15%之構件之長度LA 及/或LC (例如沿著X軸間隔開)之至少兩個縱向平面中量測之橫截面積之中值。作為另一實例，在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在彼此間隔至少20%之構件之長度LA 及/或LC (例如沿著X軸間隔開)之至少兩個縱向平面中量測之構件之橫截面積之中值。舉例而言，在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在彼此間隔至少25%之構件之長度LA 及/或LC (例如沿著X軸間隔開)之至少兩個縱向平面中量測之構件之橫截面積之中值。作為另一實例，在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在彼此間隔至少30%之構件之長度LA 及/或LC (例如沿著X軸間隔開)之至少兩個縱向平面中量測之構件之橫截面積之中值。作為另一實例，在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在彼此間隔至少50%之構件之長度LA 及/或LC (例如沿著X軸間隔開)之至少兩個縱向平面中量測之橫截面積之中值。作為另一實例，在一個實施例中，中值橫截面積MLA 及MLC 為如在彼此間隔至少75%之構件之長度LA 及/或LC (例如沿著X軸間隔開)之至少兩個縱向平面中量測之橫截面積之中值。 因此，在一個實施例中，陽極結構群子組之至少一個構件在二次電池處於充電狀態下時可具有第一中值橫截面積MLA1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MLA2 ，且類似地，陰極結構群子組之至少一個構件在二次電池處於充電狀態下時可具有第一中值橫截面積MLC1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MLC2 ，其中對於陽極結構群之子組之構件中之每一者，MLA1 大於MLA2 ，且對於陰極群之子組之構件中之每一者，MLC1 小於MLC2 。 在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有可與上文針對處於充電狀態下之陰極結構群之構件之第一橫截面積C1 給出之值相同及/或類似的第一中值橫截面積MLc1 。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過3×107 µm2 之第一中值橫截面積MLC1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過1×107 µm2 之第一中值橫截面積MLC1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過9.03×106 µm2 之第一中值橫截面積MLC1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過8×106 µm2 之第一中值橫截面積MLC1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有不超過5×106 µm2 之第一中值橫截面積MLC1 。一般而言，陰極結構群之子組之至少一個構件之第一中值橫截面積MLC1 可為至少2×102 µm2 ，例如在充電狀態下，第一中值橫截面積MLC1 可為至少2.6×102 µm2 ，且甚至至少3×102 µm2 。舉例而言，處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLC1 可在1×102 µm2 至3×107 µm2 ，諸如2.6×102 µm2 至9.03×106 µm2 範圍內，且甚至在3×102 µm2 至8×106 µm2 範圍內。 此外，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有可與上文針對處於放電狀態下之陰極結構群之構件之第二橫截面積C2 給出之值相同及/或類似的第二中值橫截面積MLc2 。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.01×102 µm2 之第二中值橫截面積MLC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.05×102 µm2 之第二中值橫截面積MLC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.05×103 µm2 之第二中值橫截面積MLC2 。藉助於其他實例，陰極結構群112之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.1×103 µm2 之第二中值橫截面積MLC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有至少1.5×103 µm2 之第二中值橫截面積MLC2 。一般而言，處於放電狀態下之陰極結構群之子組之至少一個構件之第二中值橫截面積MLc2 將不超過1.5×1010 µm2 ，例如至少一個構件之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MAc2 可不超過9.5×106 µm2 ，且甚至可不超過1×106 µm2 。舉例而言，第二中值橫截面積MLC2 可在1.01×102 µm2 至1.5×1010 µm2 ，諸如1.05×103 µm2 至9.5×106 µm2 範圍內，且甚至在1.1×102 µm2 至1×106 µm2 範圍內。 在又一實施例中，陰極結構群112之子組之至少一個構件可具有與上文針對處於放電狀態下之第二橫截面積C2 與處於充電狀態下之第一橫截面積C1 之比率給出之值相同及/或類似的處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLC2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLC1 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群之子組之至少一個構件具有至少1.05:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組之至少一個構件具有至少1.1:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組之至少一個構件具有至少1.3:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組之至少一個構件具有至少2:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組之至少一個構件具有至少3:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組之至少一個構件具有至少4:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組之至少一個構件具有至少6:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。一般而言，第二中值橫截面積MLC2 與第一中值橫截面積MLC1 之比率將不超過約15:1，且甚至將不超過10:1，諸如可不超過8:1。舉例而言，陰極結構群之子組之至少一個構件可具有可在1.05:1至15:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。藉助於其他實例，陰極結構群之子組之至少一個構件具有可在1.1:1至6:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組之至少一個構件具有可在1.3:1至4:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLc1 之比率。此外，在一個實施例中，第一中值橫截面積MLC1 相對於第二中值橫截面積MLC2 之收縮可在2%收縮至90%收縮，諸如5%收縮至75%收縮，且甚至10%收縮至70%收縮範圍內。亦即，第一中值橫截面積MLC1 可相對於中值橫截面積MLC2 收縮至少2%，諸如相對於MLC2 收縮至少5%且甚至至少10%，但可相對於MLC2 收縮小於90%，諸如相對於MLC2 收縮小於80%且甚至小於75%，諸如相對於MLC2 收縮小於70%。 此外，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有可與上文針對處於充電狀態下之陽極結構群之構件之第一橫截面積A1 給出之值相同及/或類似的第一中值橫截面積MLA1 。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有至少100 µm2 之第一中值橫截面積MLA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有至少1×103 µm2 之第一中值橫截面積MLA1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有至少4.7×103 µm2 之第一中值橫截面積MLA1 。又藉助於其他實例，陽極結構群110之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有至少6×103 µm2 之第一中值橫截面積MLA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件在充電狀態下可具有至少8×103 µm2 之第一中值橫截面積MLA1 。一般而言，處於充電狀態下之陽極結構群之子組之至少一個構件之第一中值橫截面積MLA1 可不超過1.5×107 µm2 ，例如至少一個構件之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 可不超過6.8×107 µm2 ，且可甚至不超過5×106 µm2 。舉例而言，陽極結構群之子組之至少一個構件之第一中值橫截面積MLA1 可在100 µm2 至1.5×107 µm2 ，諸如4.7×103 µm2 至6.8×106 µm2 範圍內，且甚至在6×103 µm2 至5×106 µm2 範圍內。 此外，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件可具有可與上文針對處於充電狀態下之陽極結構群之構件之第一橫截面積A2 給出之值相同及/或類似的處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 。舉例而言，陽極結構群110之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過3×107 µm2 之第二中值橫截面積MLA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過1.5×107 µm2 之第二中值橫截面積MLA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過7.1×106 µm2 之第二中值橫截面積MLA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過5×106 µm2 之第二中值橫截面積MLA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件在放電狀態下可具有不超過3×106 µm2 之第二中值橫截面積MLA2 。一般而言，處於充電狀態下之陽極結構群之子組之至少一個構件之第二中值橫截面積MLA2 將為至少1.5×103 µm2 ，例如處於放電狀態下之至少一個構件之第二中值橫截面積MLA2 可為至少1.6×103 µm2 ，且甚至至少3×103 µm2 。舉例而言，處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 可在500 µm2 至3×107 µm2 ，諸如1.6×103 µm2 至7.1×106 µm2 範圍內，且甚至在3×103 µm2 至5×106 µm2 範圍內。 在又一實施例中，陽極結構群110之子組之至少一個構件可具有與上文針對處於充電狀態下之第一橫截面積A1 與處於放電狀態下之第二橫截面積A2 之比率給出之值相同及/或類似的處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有至少1.01:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有至少1.05:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有至少1.5:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有至少2:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有至少3:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有至少4:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有至少5:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有可在1.01:1至5:1範圍內之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有可在1.01:1至4:1範圍內之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組之至少一個構件具有可在1.01:1至3:1範圍內且甚至在1.5:1至3:1範圍內之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MLA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MLA2 之比率。 根據又一實施例，可分別藉由評估如在各構件之複數個縱向平面中量測之橫截面積之中值(例如MLA 及/或MLC )，且隨後獲取如針對陽極結構群或陽極結構群之子組，諸如至少兩個構件所量測之此值之中值量測陽極結構群及/或陰極結構群之子組之中值橫截面積MOA 及/或MOC 。亦即，MOA 及/或MOC 可理解為如在複數個縱向平面且橫跨多個陽極及/或陰極中所量測之橫截面積之「總體」中值。橫跨陽極及/或陰極之子組評估中值以獲得MOA 及/或MOC 可對應於上文所描述之子組中之任一者。與上文MAA 、MLA 、MAC 及MLC 值類似，陽極結構群之子組在二次電池處於充電狀態下時具有第一中值橫截面積MOA1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MOA2 ，且陰極結構群之子組在二次電池處於充電狀態下時具有第一中值橫截面積MOC1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MOC2 ，其中MOA1 大於MOA2 ，且MOC1 小於MOC2 。 在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有可與上文關於處於充電狀態下之陰極結構群之構件之第一橫截面積C1 給出之值相同及/或類似的第一中值橫截面積MOc1 。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過3×107 µm2 之第一中值橫截面積MOC1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過1×107 µm2 之第一中值橫截面積MOC1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過9.3×106 µm2 之第一中值橫截面積MOC1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過8×106 µm2 之第一中值橫截面積MOC1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下可具有不超過5×106 µm2 之第一中值橫截面積MOC1 。一般而言，陰極結構群之子組之第一中值橫截面積MOC1 可為至少2.0×106 µm2 ，例如在充電狀態下，第一中值橫截面積MOC1 可為至少2.6×102 µm2 ，且甚至至少5×102 µm2 。舉例而言，陰極結構群之子組之第一中值橫截面積MOC1 可在1×102 µm2 至3×107 µm2 ，諸如2.6×102 µm2 至9.03×106 µm2 範圍內，且甚至在3×102 µm2 至8×106 µm2 範圍內。 此外，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有可與上文針對處於放電狀態下之陰極結構群之構件之第二橫截面積C2 給出之值相同及/或類似的第二中值橫截面積MOc2 。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下，在放電狀態下可具有至少1.01×102 µm2 之第二中值橫截面積MOC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有至少1.05×102 µm2 之第二中值橫截面積MOC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有至少1.05×103 µm2 之第二中值橫截面積MOC2 。藉助於其他實例，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有至少1.1×103 µm2 之第二中值橫截面積MOC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在放電狀態下可具有至少1.5×103 µm2 之第二中值橫截面積MOC2 。一般而言，處於放電狀態下之陰極結構群之子組之第二中值橫截面積MOc2 將不超過1.5×1010 µm2 ，例如在放電狀態下，第二中值橫截面積MOc2 可不超過9.5×106 µm2 ，且可甚至不超過1×106 µm2 。舉例而言，處於放電狀態下之陰極結構群之子組之第二中值橫截面積MOC2 可在1.01×102 µm2 至1.5×1010 µm2 ，諸如1.05×103 µm2 至9.5×106 µm2 範圍內，且甚至在1.1×102 µm2 至1×106 µm2 範圍內。 在又一實施例中，在一個實施例中，陰極結構群112之子組可具有可與上文針對處於放電狀態下之陰極結構群之構件之第二橫截面積C2 與處於充電狀態下之陰極結構群之構件之第一橫截面積C1之比率給出之值相同及/或類似的處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOC1之比率。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少1.05:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少1.1:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少1.3:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少2:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少3:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少4:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之子組具有至少6:1之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。一般而言，第二中值橫截面積MOC2 與第一中值橫截面積MOC1 之比率將不超過約15:1，且將甚至不超過10:1，且可不超過例如8:1。舉例而言，陰極結構群之子組具有可在1.05:1至6:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。藉助於其他實例，陰極結構群之子組具有可在1.1:1至4:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。藉助於其他實例，陰極結構群之子組具有可在1.3:1至4:1範圍內之處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOc2 與處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOc1 之比率。此外，在一個實施例中，第一中值橫截面積MOC1 相對於第二中值橫截面積MOC2 之收縮可在2%收縮至90%收縮，諸如5%收縮至75%收縮，且甚至10%收縮至70%收縮範圍內。亦即，第一中值橫截面積MOC1 可相對於中值橫截面積MOC2 收縮至少2%，諸如相對於MOC2 收縮至少5%且甚至至少10%，但可相對於MOC2 收縮小於90%，諸如相對於MOC2 收縮小於80%且甚至小於75%，諸如相對於MOC2 收縮小於70%。 此外，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有可與上文針對處於充電狀態下之陽極結構群之構件之第一橫截面積A1 給出之值相同及/或類似的第一中值橫截面積MOA1 。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有大於100之第一中值橫截面積MOA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少100 µm2 之第一中值橫截面積MOA1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少1×103 µm2 之第一中值橫截面積MOA1 。又藉助於其他實例，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少4.7×103 µm2 之第一中值橫截面積MOA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少6×103 µm2 之第一中值橫截面積MOA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少8×103 µm2 之第一中值橫截面積MOA1 。一般而言，處於充電狀態下之陽極結構群之子組之第一中值橫截面積MOA1 可不超過1.5×107 µm2 ，例如在充電狀態下，第一中值橫截面積MOA1 可不超過6.8×107 µm2 ，且可甚至不超過5×106 µm2 。舉例而言，處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 可在100 µm2 至1.5×107 µm2 ，諸如4.7×103 µm2 至6.8×106 µm2 範圍內，且可甚至在6×103 µm2 至5×106 µm2 範圍內。 此外，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有可與上文針對處於放電狀態下之陽極結構群之構件之第二橫截面積A2給出之值相同及/或類似的第二中值橫截面積MOA2 。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過3.3×107 µm2 之第二中值橫截面積MOA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過1.5×107 µm2 之第二中值橫截面積MOA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過7.1×106 µm2 之第二中值橫截面積MOA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過5×106 µm2 之第二中值橫截面積MOA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在放電狀態下可具有不超過3×106 µm2 之第二中值橫截面積MOA2 。一般而言，處於充電狀態下之陽極結構群之子組之第二中值橫截面積MOA2 將為至少1.5×103 µm2 ，例如在放電狀態下，第二中值橫截面積MOA2 可為至少1.6×103 µm2 ，且甚至至少3×103 µm2 。舉例而言，處於充電狀態下之陽極結構群之子組之第二中值橫截面積MOA2 可在500 µm2 至3×107 µm2 ，諸如1.6×103 µm2 至7.1×106 µm2 範圍內，且甚至在3×103 µm2 至5×106 µm2 範圍內。 在又一實施例中，陽極結構群110之子組可具有可與上文針對處於充電狀態下之陽極結構群之構件之第一橫截面積A1 與處於放電狀態下之陽極結構群之構件之第二橫截面積A2 之比率給出之值相同及/或類似的處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少1.01:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少1.05:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少1.5:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少2:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少3:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少4:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有至少5:1之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有可在1.01至4:1範圍內之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之子組具有可在1.01:1至3:1範圍內且甚至在1.5:1至3:1範圍內之處於充電狀態下之第一中值橫截面積MOA1 與處於放電狀態下之第二中值橫截面積MOA2 之比率。 在又一實施例中，二次電池之充電及/或放電後可能發生之陽極及/或陰極結構群之構件之尺寸變化在陽極及陰極結構群中之一或多者之子組之寬度變化中反映出。如上文亦類似地論述，陽極結構群之子組在二次電池處於充電狀態下時可具有第一寬度WA1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二寬度WA2 ，且陰極結構群之子組在二次電池處於充電狀態下時可具有第一寬度WC1 ，且在二次電池處於放電狀態下時具有第二寬度WC2 ，其中WA1 大於WA2 且WC1 小於WC2 。在一個實施例中，藉由量測具有正交X-Y平面123之第一縱向平面113之對等分形成之線上之點之間的距離來量測寬度WA 及WC ，其中Y軸與縱向方向平行，且X軸分別與陽極及陰極結構群之構件之長度LA 及Lc之方向平行。舉例而言，參見圖1D，可沿著自具有X-Y平面123之縱向平面113之對等分，自構件之第一側面上之第一點125a至構件之第二側面上相同線上之第二點125b形成的線量測寬度。在一個實施例中，X-Y平面123可位於陽極及/或陰極結構群之構件中之一或多者之高度HA 或HC 之中點處，其中在與縱向方向及陽極及/或陰極結構群之構件之長度LA 及LC 之方向正交之方向上量測高度。在另一實施例中，X-Y平面位於沿著陰極及/或陽極結構群之構件之總高度H之25%至75%的任何地方之電極高度(例如HA 及/或HC )之位置處。或者及/或另外，陽極結構及/或陰極結構群之構件之寬度可對應於如在構件之寬度方向上(例如沿著縱向軸線)量測之構件之斐瑞特直徑，其中斐瑞特直徑為如在與兩個平面平行之方向中量測之在寬度方向上限制構件之兩個平行平面之間的距離。 因此，在一個實施例中，陰極結構群112之子組在充電狀態下具有不超過5000 µm之第一寬度WC1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在充電狀態下具有不超過3000 µm之第一寬度WC1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在充電狀態下具有小於1.9×103 µm之第一寬度WC1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在充電狀態下具有不超過1000 µm之第一寬度WC1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在充電狀態下具有不超過500 µm之第一寬度WC1 。一般而言，在充電狀態下，第一寬度WC1將為至少2 µm，諸如至少5 µm，且甚至至少15 µm。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在充電狀態下可具有可在2 µm至5000 µm，諸如5 µm至1900 µm，且甚至15 µm至1000 µm範圍內之第一寬度WC1 。 在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在放電狀態下具有至少5 µm之第二寬度WC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在放電狀態下具有至少10 µm之第二寬度WC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在放電狀態下具有至少20 µm之第二寬度WC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在放電狀態下具有至少50 µm之第二寬度WC2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群之構件之子組在放電狀態下具有至少100 µm之第二寬度WC2 。一般而言，在放電狀態下，第二寬度WC2 將為小於5,000 µm，諸如小於2,000 µm且甚至小於1000 µm。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之構件之子組在放電狀態下具有在5 µm至5,000 µm，諸如20 µm至2,000 µm，且甚至50 µm至1000 µm範圍內之第二寬度WC2 。 在又一實施例中，在一個實施例中，群之子組之處於放電狀態下之陰極結構112之第二寬度WC2 與處於充電狀態下之陰極結構112之第一寬度WC1 之比率為至少1.05:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC1 之比率為至少1.1:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC2 之比率為至少1.3:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC2 之比率為至少2:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC1 之比率為至少3:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC1 之比率為至少4:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC1 之比率為至少6:1。一般而言，第二寬度WC2 與第一寬度WC1 之比率將不超過15:1，諸如不超過10:1，且甚至不超過8:1。舉例而言，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC1 之比率可在1.05:1至15:1範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC1 之比率可在1.1:1至6:1範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之陰極結構112之第二寬度WC2 與陰極結構112之第一寬度WC1 之比率可在1.3:1至4:1範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一寬度WC1 相對於第二寬度WC2 之收縮可在2%收縮至90%收縮，諸如5%收縮至75%收縮範圍內。亦即，第一寬度WC1 可相對於第二中值寬度WC2 收縮至少2%，諸如相對於第二寬度WC2 收縮至少5%且甚至至少10%，但可相對於第二寬度WC2 收縮小於90%，諸如相對於第二寬度WC2 收縮小於80%且甚至小於75%。 此外，在一個實施例中，陽極結構群110之子組在充電狀態下可具有至少50 µm之第一寬度WA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在充電狀態下具有至少75 µm之第一寬度WA1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在充電狀態下具有至少90 µm之第一寬度WA1 。又藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在充電狀態下具有至少150 µm之第一寬度WA1 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在充電狀態下具有至少200 µm之第一寬度WA1 。一般而言，在充電狀態下，第一寬度WA1 將不超過2000 µm，諸如不超過1520 µm且甚至不超過1000 µm。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群110之構件之子組在充電狀態下具有在50 µm至2000 µm，諸如90 µm至1520 µm，且甚至150 µm至1000 µm範圍內之第一寬度WA1 。 在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在放電狀態下具有不超過2500 µm之第二寬度WA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在放電狀態下具有不超過2000 µm之第二寬度WA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在放電狀態下具有不超過1500 µm之第二寬度WA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在放電狀態下具有不超過1000 µm之第二寬度WA2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構群之構件之子組在放電狀態下具有不超過800 µm之第二寬度WA2 。一般而言，在放電狀態下，第二寬度WA2 將為至少15 µm，諸如至少30 µm，且甚至至少60 µm。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構群110之構件之子組在放電狀態下具有在15 µm至2500 µm，諸如30 µm至1500 µm，且甚至60 µm至1000 µm範圍內之第二寬度WA2 。 在又一實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率為至少1.01:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率為至少1.05:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率為至少1.5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率為至少2:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率為至少3:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率為至少4:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率為至少5:1。舉例而言，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率可在1.0:1至5:1範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率可在1.01:1至4:1範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，群之子組之處於充電狀態下之陽極結構110之第一寬度WA1 與處於放電狀態下之陽極結構110之第二寬度WA2 之比率可在1.01:1至3:1範圍內，且可甚至在1.5:1至3:1範圍內。 在一個實施例中，處於充電及放電狀態下之陽極結構群110及陰極結構112之構件之大小(例如尺寸及橫截面積)，諸如上文所描述之彼等者為在已進行之二次電池102之初始形成階段之後進行的充電及/或放電步驟中獲得之彼等者。亦即，在製造具有電極總成106之二次電池102時，可進行初始形成階段，其包含可在包括電流、溫度及持續時間中之一或多者的謹慎控制之條件下進行之二次電池102之至少一次初始充電循環以促進在二次電池102之組件之間形成所需結構及接觸。根據特定電池結構及組合物，初始形成階段可僅包含單次初始充電循環或可包含複數次充電循環，且其可作為使二次電池102恢復其完全電力及/或容量之製造過程中之最終階段執行。根據一個實施例，當二次電池102充電及/或放電時，陽極及/或陰極結構之一或多個尺寸亦可在初始形成階段期間變化，亦如下文進一步詳細論述。因此，在一個實施例中，本文所提及之陰極及陽極結構110、112之尺寸以及其中之改變為在二次電池充電及/或放電期間、在初始形成階段之後發生的彼等者。然而，在另一實施例中，本文所提及之尺寸以及其中之改變亦可對應於作為初始形成階段之一部分進行之彼等者。 在一個實施例中，陰極結構群110之構件包含具有多孔結構之陰極活性材料層138，其中在二次電池102充電/放電後，陰極活性材料層138之孔隙度可根據陰極結構112之膨脹/收縮變化。舉例而言，參考圖3，陰極結構群112之構件可包含具有分佈於材料之多孔基質204中之陰極活性材料202之陰極活性材料層138，其中多孔基質204包含孔隙200及/或其中形成之間隙。在如圖3中所示之實施例中，陰極活性材料層138包含分散於多孔基質204中之陰極活性材料之粒子202。陰極活性材料層138亦可視情況包含類似地分散於多孔基質204中之填充劑粒子206。在如所展示之實施例中，多孔基質具有相對較高孔隙度且包含連接陰極活性材料之粒子202及/或填充劑材料之粒子206之基質材料之網及/或股，其中孔隙200及/或間隙在基質材料之鄰接網及/或股之間形成。在一個實施例中，多孔基質204可因此理解為充當將陰極活性材料之粒子黏結在一起以形成陰極活性材料層138之黏結劑。在另一實施例中，多孔基質204亦可及/或或者包含具有至少部分地且甚至全部嵌入於其中之粒子202之基質材料之較厚部分，其中孔隙在相對較厚基質材料部分中形成。在某些實施例中，亦可選擇基質204之孔隙度(亦即，空隙分數)以提供陰極活性材料層138之效能，其可涉及基質材料中之孔隙202及/或間隙之體積及/或數目，且其可根據二次電池102之充電/放電狀態改變，如下文中更詳細論述。 根據一個實施例，陰極結構群112之構件之壓縮及/或膨脹可導致陰極活性材料層138之壓縮及/或膨脹，以使得孔隙及/或間隙200之尺寸及/或數目在陰極結構群112之構件膨脹後提高，且尺寸及/或數目在陰極結構群112之構件壓縮後減小。亦即，在二次電池102在充電與放電狀態之間循環期間，陰極結構群112之構件之壓縮及/或膨脹使得陰極活性材料層138之孔隙度變化。在圖4A至圖4B中所示之實施例中，陰極結構群112之構件描繪為充電狀態(具有圖4A中之寬度WC1 )及放電狀態(具有圖4B中之寬度WC2 )，其中寬度WC2 大於寬度WC1 。類似地，圖4B中描繪之處於放電狀態下之陰極結構群112之構件之橫截面積C2 高於圖4A中描繪之處於充電狀態下之橫截面積C1 。亦即，陰極結構群112之構件描繪為圖4A中之更壓縮狀態及圖4B中之更膨脹狀態，分別對應於例如二次電池102之充電狀態及放電狀態。應注意，圖4A至圖4B進一步描繪：陽極結構110，其具有陽極活性材料層132、陽極集電器136及陽極主結構134、在陽極結構群構件110與陰極結構群構件112之間的隔板130；及陰極結構112，其具有陰極主結構141及陰極集電器140。然而，應理解，具有陽極及陰極結構110、112之電極總成106不限於此，且亦可提供其他結構及/或陽極及陰極結構之組件之配置。如圖4A至圖4B中所示之實施例可見，當陰極活性材料層138根據放電狀態之提高體積膨脹時，陰極結構群112之構件自如圖4A中所描繪之充電狀態膨脹至如圖4B中所描繪之放電狀態可使得孔隙及/或間隙200之尺寸及/或數目提高。相反地，當陰極活性材料層138壓縮至充電狀態之較小體積時，陰極結構112之群體之構件自如圖4B中所描繪之放電狀態收縮至如圖4A中所描繪之充電狀態使得陰極活性材料層138壓縮且至少部分填充孔隙及/或間隙。 因此，在一個實施例中，陰極結構群112之構件具有陰極活性材料層138，其在二次電池102處於充電狀態下時具有第一孔隙度P1 ，且在二次電池102處於放電狀態下時具有第二孔隙度P2 ，其中第一孔隙度小於第二孔隙度。舉例而言，在一個實施例中，第一孔隙度可小於30%。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一孔隙度可小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一孔隙度可小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一孔隙度可小於5%。舉例而言，在一個實施例中，第一孔隙度可在1%至30%範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一孔隙度可在2%至20%範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一孔隙度可在5%至10%範圍內。此外，在一個實施例中，放電下之第二孔隙度可為至少50%。舉例而言，在一個實施例中，第二孔隙度可為至少60%。藉助於其他實例，在一個實施例中，第二孔隙度可為至少70%。藉助於其他實例，在一個實施例中，第二孔隙度可為至少75%。舉例而言，在一個實施例中，第二孔隙度可在50%至90%範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，第二孔隙度可在60%至80%範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，第二孔隙度可在70%至75%範圍內。陰極活性材料層138之孔隙度為陰極活性材料層138中之陰極活性材料202之間的孔隙及/或間隙200之體積與陰極活性材料層138之整個質量佔據之體積之比率。 在又一實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率為至少1.1:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率為至少1.5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率為至少2:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率為至少5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率為至少10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率為至少15:1。舉例而言，在一個實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率在2:1至30:1範圍內。舉例而言，在一個實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率在3:1至20:1範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P2 與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度P1 之比率在5:1至15:1範圍內。 在一個實施例中，陰極活性材料層138包含呈粒子202形式之陰極活性材料。舉例而言，在一個實施例中，陰極活性材料包含過渡金屬氧化物、過渡金屬硫化物、過渡金屬氮化物、鋰-過渡金屬氧化物、鋰-過渡金屬硫化物中之至少一者之粒子202，且可選擇性地使用鋰-過渡金屬氮化物。此等過渡金屬氧化物、過渡金屬硫化物及過渡金屬氮化物之過渡金屬元素可包括具有d-殼體或f-殼體之金屬元素。此類金屬元素之特定實例為Sc、Y、鑭系元素、錒系元素、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pb、Pt、Cu、Ag及Au。額外陰極活性材料包括LiCoO2 、LiNi0.5 Mn1.5 O4 、Li(Nix Coy Al2 )O2 、LiFePO4 、Li2 MnO4 、V2 O5 、氧硫化鉬、磷酸鹽、矽酸鹽、釩酸鹽以及其組合。在一個實施例中，陰極活性材料層138包含至少40重量%陰極活性材料202。舉例而言，在一個實施例中，陰極活性材料層138包含至少50重量%陰極活性材料。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極活性材料層138包含至少60重量%陰極活性材料。舉例而言，陰極活性材料層138可包含40%至99%範圍內之陰極活性材料之重量百分比。舉例而言，在一個實施例中，陰極活性材料層138中之陰極活性材料之重量百分比可在50%至99%範圍內。此外，在一個實施例中，陰極活性材料層138包含至少一種填充劑材料，其亦可呈粒子形式。舉例而言，陰極活性材料層138可包含填充劑粒子，其包含諸如碳黑之含碳材料、含有聚合物之珠粒中之至少一者，諸如由以下各者中之一或多者形成之珠粒：聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、澱粉、再生纖維素、丁二酮纖維素、羥丙基纖維素、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯啶酮、聚丁二烯、聚氧化乙烯、聚丙烯酸酯、橡膠(例如乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)橡膠、磺化EPDM、氟化橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR))、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸(PAA)、交聯聚乙烯(PEX、XLPE)、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、聚苯醚(PPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚醯胺(PA)、聚醯亞胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)、聚胺甲酸酯(PU)、聚酯(PE)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚甲醛(POM)、聚碸(PES)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、苯乙烯順丁烯二酸酐(SMA)、此等之組合及彈性模數在1E-5 GPa與10 GPa之間的其他惰性聚合物，且其在電池中為惰性的。具體而言，可藉由特性之工程改造設計選擇此等材料之濃度及粒徑以便獲得陰極結構之預定可壓縮性。舉例而言，在一個實施例中，為了獲得具有相對較高可壓縮性之陰極活性材料層之陰極結構，可在陰極活性材料層中提供相對較高濃度之彈性模數(楊氏模數(Young's Modulus))相對較低之聚合物。填充劑及/或陰極活性材料之粒子可分散於基質材料中，如例如圖3中所示。 在一個實施例中，陰極活性材料202包含平均粒子尺寸在0.1 µm至500 µm範圍內之粒子(例如陰極活性材料粒子及填充劑粒子中之一或多者)。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極活性材料202包含重量平均粒徑在0.15 µm至300 µm範圍內之粒子。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極活性材料202包含平均粒子尺寸在0.2 µm至200 µm範圍內之粒子。 在一個實施例中，陰極活性材料層138包含按陰極活性材料層之重量計0.05重量%至20重量%範圍內之填充劑材料。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極活性材料層138包含0.1重量%至10重量%範圍內之填充劑材料。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極活性材料層138包含0.5重量%至5重量%範圍內之填充劑材料。 在又一實施例中，陰極活性材料層138中之陰極活性材料與填充劑材料之重量比率在1.5:1至30:1範圍內。在又一實施例中，陰極活性材料層138中之陰極活性材料與填充劑之重量比率在2:1至20:1範圍內。在又一實施例中，陰極活性材料層138中之陰極活性材料與填充劑之重量比率在3:1至15:1範圍內。 根據一個實施例，陰極活性材料層138包含陰極活性材料粒子及/或分散於聚合材料之基質中之填充劑粒子。在一個實施例中，陰極活性材料之粒子可實質上均勻地分散於整個聚合材料之基質上。或者，在另一實施例中，陰極活性材料之粒子可不均勻地分佈於整個聚合材料之基質上，以便在整個陰極活性材料層138上提供陰極活性材料之梯度，其中與陰極活性材料層之另一側上相比較高濃度粒子在陰極活性材料層138之一側上。在一個實施例中，聚合材料可包含衍生自包含偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟丙烯及其類似者中之至少一者之單體的氟聚合物。在另一實施例中，聚合材料可為聚烯烴，諸如具有不同分子量及密度範圍中之任一者之聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯中之至少一者。在另一實施例中，聚合材料選自由以下各者組成之群：乙烯-二烯-丙烯三元共聚物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚縮醛及聚乙二醇二丙烯酸酯。在另一實施例中，聚合材料選自由以下各者組成之群：甲基纖維素、羧甲基纖維素、苯乙烯橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、聚丙烯醯胺、聚乙烯醚、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及聚氧化乙烯。在另一實施例中，聚合材料選自由以下各者組成之群：丙烯酸酯、苯乙烯、環氧樹脂及聚矽氧。在又一實施例中，聚合材料可包含以下中之一或多者：聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、澱粉、再生纖維素、丁二酮纖維素、羥丙基纖維素、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯啶酮、聚丁二烯、聚氧化乙烯、聚丙烯酸酯、橡膠(例如乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)橡膠、磺化EPDM、氟化橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR))、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸(PAA)、交聯聚乙烯(PEX、XLPE)、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、聚苯醚(PPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚醯胺(PA)、聚醯亞胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)、聚胺甲酸酯(PU)、聚酯(PE)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚甲醛(POM)、聚碸(PES)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、苯乙烯順丁烯二酸酐(SMA)、此等之組合及彈性模數在1E-5 GPa與10 GPa之間的其他惰性聚合物，且在電池中為惰性的。具體而言，與上文填充劑粒子類似，可藉由特性之工程改造設計選擇此等材料之濃度以便獲得陰極結構之預定可壓縮性。舉例而言，在一個實施例中，為了獲得具有相對較高可壓縮性之陰極活性材料層之陰極結構，可在陰極活性材料層中提供相對較高濃度之彈性模數(楊氏模數)相對較低之聚合物。在另一實施例中，聚合材料為前述聚合物中之兩者或更多者之共聚物或摻合物。 在一個實施例中，陰極結構群112之構件具有在二次電池中之充電/放電循環期間賦予良好效能之可壓縮性。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之一或多個構件可展現壓縮，如(尺寸1 -尺寸2 )/(尺寸1 )×100所定義，其中尺寸1 為處於放電狀態下之陰極結構之尺寸(諸如寬度或橫截面)，且尺寸2 為處於充電狀態下之陰極結構之尺寸，其在至少0.7 MPa (100 psi)之壓力下為至少5%。藉助於其他實例，陰極結構群之一或多個構件可在0.7 MPa (100 psi)之壓力下展現至少10%之壓縮。藉助於其他實例，陰極結構群之一或多個構件可在0.7 MPa (100 psi)之壓力下展現至少25%之壓縮。藉助於其他實例，陰極結構群之一或多個構件可在70 MPa (10,000 psi)之壓力下展現至少5%之壓縮。藉助於其他實例，陰極結構群之一或多個構件可在70 MPa (10,000 psi)之壓力下展現至少10%之壓縮。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構群112之一或多個構件可在0.7 MPa (100 psi)之壓力下展現5%至75%範圍內之壓縮。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之一或多個構件可在70 MPa (10,000 psi)之壓力下展現0.5%至75%範圍內之壓縮。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之一或多個構件可在0.7 MPa (100 psi)之壓力下展現20%至50%範圍內之壓縮。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構群112之一或多個構件可在70 MPa (10,000 psi)之壓力下展現20%至50%範圍內之壓縮。 在一個實施例中，陰極結構群112之構件具有含可壓縮及彈性的填充劑粒子之陰極活性材料層138。亦即，填充劑粒子可包含粒子，諸如聚合物珠粒或其他材料，其可與陰極結構之壓縮一起壓縮，且具有允許粒子在壓縮之前至少部分地恢復其形狀之彈性。在一個實施例中，具有預定水準之彈性之填充劑粒子可幫助促進陰極結構在二次電池放電期間膨脹，而不過度抑制陰極結構在二次電池充電期間壓縮。填充劑粒子亦可包含如根據楊氏模數所量測之0.1 GPa至10 GPa，諸如0.1至4.1 GPa，且甚至2.5 GPa至10 GPa範圍內之彈性。 在一個實施例中，陰極結構群112之構件具有含不可壓縮及多孔的填充劑粒子之陰極活性材料層138。填充劑粒子可包含在電池中為可相容的結構，諸如中空微球體、微纖維、微管、微筒、微骨架及其他微米級及奈米級物件形狀及尺寸。多孔填充劑粒子可包含不可壓縮材料，諸如多孔陶瓷材料或具有抵抗壓縮堅硬陶瓷單元同時亦提供多孔內部之多孔材料。此等多孔不可壓縮粒子可用作電極基質中之電解質儲槽。當電極呈其壓縮形式時，儲存於此等粒子孔隙中之電解質可在減少基質電極之離子電阻方面起作用。 根據一個態樣，充當電解質儲槽之填充劑材料可由陶瓷、聚合物、金屬、金屬氧化物或其他可相容的材料製成。可針對特定用途及在操作期間電池產生之壓力，調整填充劑粒子之量、尺寸、形狀及材料特性。 在一個實施例中，可針對應用及在操作期間電池產生之壓力，調整填充劑材料之可壓縮性及孔隙度。在一種情況下，填充劑粒子在操作期間電池施加之壓力下為不可壓縮的，且儲存於填充劑粒子內部之電解質在充電及放電期間體積無明顯變化。在其他實施例中，填充劑材料之可壓縮性低於電極基質，以使得即使壓縮狀態下填充劑粒子中之電解質體積低於未壓縮狀態，但大於基質中之電解質體積，從而提供離子電導率。 經設計適用作電解質儲槽之填充劑材料之孔隙度較佳為較高的以便在電池運行期間使粒子中之電解質之量最大化。較佳地，按填充劑材料之體積計，孔隙度可大於60%，諸如大於70%，大於80%，且甚至大於90%。根據一個態樣，填充劑材料之孔徑一般可大於5 nm，諸如大於10 nm，且甚至大於50 nm，以便促進離子傳送。 用於構成電解質儲槽之填充劑材料在一個實施例中可由根據楊氏模數彈性大於10 GPa，諸如大於50 GPa，且甚至大於100 GPa之材料製成。 在一個實施例中，具有能夠膨脹及/或收縮之陽極及陰極結構群110、112之構件之二次電池102 (諸如彼此成反向關係)可能夠在同時賦予二次電池之相對較高面積容量及/或能量密度及相對較高放電速率(例如如藉由速率容量所量測)方面提供協同作用。舉例而言，二次電池102在某些方面中可能夠在其壓縮下保持陰極結構110之孔隙度。不限於任一特定理論，據相信，在二次電池102放電/充電後陰極結構群112之構件之膨脹/收縮允許使用陰極結構112，其提供相對較高面積容量，而不犧牲二次電池放電可進行之速率。藉助於澄清，應注意，二次電池102之面積容量可涉及可提供之每單位幾何面積(亦即，陰極活性材料體積)之相對較高陰極體積。一般而言，每單位幾何面積陰極之相對較高體積將產生相對較高面積容量。然而，具有相對較高體積之陰極之電池，諸如在縱向方向上具有相對較高厚度之彼等亦可經歷相比於更細陰極放電減少，此歸因於與陰極表面處相對之陰極內部中存在之陰極活性材料之較大量。然而，在不受任何理論限制的情況下，據相信，陰極結構112之膨脹/收縮及與膨脹/收縮一起發生之陰極活性材料層138之孔隙度變化可允許至少部分地補償具有相對較高體積之陰極結構112可能另外觀測到的任何減少之放電速率。亦即，假設在放電期間陰極之膨脹及陰極孔隙度提高可促進電解質與陰極活性材料接觸，甚至在陰極之更內部區域，從而便於放電速率提高。因此，本發明之態樣可允許提供相對較大體積之陰極活性材料(相對於陰極結構、陽極結構及隔板之總體積)，同時維持相對較高之放電速率，且因此維持二次電池之較高速率容量。 舉例而言，在一個實施例中，二次電池之面積容量可測定為電池之陽極結構群之構件之每中值相對的表面積的電池容量，其中相對的表面積為面向直接鄰近堆疊方向上之陽極之陰極表面的陽極表面之部分之面積。面積容量可以mA·h/cm2 之單位量測。舉例而言，參見圖1D，相對的表面積OA 可為沿著陽極之長度LA點126a與126b之間的陽極表面積之部分乘以高度HA ，其中點126b為陽極之遠端，且點126a為恰好未達到陽極底部之點，自面對陰極112遠端橫跨，且因此126a及126b標記直接面向相反陰極112表面之陽極之表面區域之末端。因此，在一個實施例中，二次電池之面積容量在0.1C下為至少3 mA·h/cm2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池之能量密度在0.1C下為至少5 mA·h/cm2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池之能量密度在0.1C下為至少8 mA·h/cm2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池之能量密度在0.1C下為至少10 mA·h/cm2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池之能量密度在0.1C下為至少15 mA·h/cm2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池之能量密度在0.1C下為至少20 mA·h/cm2 。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池之能量密度在0.1C下為至少25 mA·h/cm2 。舉例而言，在一個實施例中，二次電池102之能量密度在0.1C下在3至50 mA·h/cm2 範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池102之能量密度在0.1C下在5至25 mA·h/cm2 範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池102之能量密度在0.1C下在8至20 mA·h/cm2 範圍內。 在一個實施例中，二次電池102可提供較高放電速率，其可根據二次電池之速率容量進行定量。二次電池之速率容量係指在第一C速率下二次電池之容量與在第二C速率下二次電池之容量之比率，表示為百分比。舉例而言，可根據容量1 /容量2 ×100計算速率容量，其中容量1 為在第一C速率，諸如1C之C速率下放電之容量，且容量2 為在第二C速率，諸如C/10之C速率下放電之容量，且可表示為指定比率CX /Cy 之計算所得百分比，其中Cx 為第一C速率，且Cy 為第二C速率。具體而言，速率容量度量可充當當相比於較低速率以較高速率放電時二次電池之放電速率之效率之量度。藉助於澄清，應注意在實踐中，提高二次電池放電速度產生可累積以抵抗較高電流之阻抗及其他力。因此，速率容量可為歸因於放電速率改變而發生之容量變化之量度。在一個實施例中，二次電池可能夠提供至少75%之1C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少80%之1C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少90%之1C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少95%之1C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少75%之2C:C/10速率。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少80%之2C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少90%之2C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少95%之2C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少75%之5C:C/10速率。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少80%之5C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少90%之5C:C/10之速率容量。藉助於其他實例，二次電池可能夠提供至少95%之5C:C/10之速率容量。 在一個實施例中，二次電池具有在0.1C下至少3 mA·h/cm2 之面積容量及至少75%之1C/0.1C之速率容量。舉例而言，在一個實施例中，二次電池可具有在0.1C下至少5 mA·h/cm2 之面積容量及至少75%之1C/0.1C之速率容量，諸如至少80%且甚至至少90%，諸如95%之1C/0.1C之速率容量。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池可具有在0.1C下至少8 mA·h/cm2 之面積容量及至少75%之1C/0.1C之速率容量，諸如至少80%且甚至至少90%，諸如95%之1C/0.1C之速率容量。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池可具有在0.1C下至少10 mA·h/cm2 之面積容量及至少75%之1C/0.1C之速率容量，諸如至少80%且甚至至少90%，諸如95%之1C/0.1C之速率容量。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池可具有在0.1C下至少15 mA·h/cm2 之面積容量及至少75%之1C/0.1C之速率容量，諸如至少80%且甚至至少90%，諸如95%之1C/0.1C之速率容量。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池可具有在0.1C下至少20 mA·h/cm2 之面積容量及至少75%之1C/0.1C之速率容量，諸如至少80%且甚至至少90%，諸如95%之1C/0.1C之速率容量。藉助於其他實例，在一個實施例中，二次電池可具有在0.1C下至少25 mA·h/cm2 之面積容量及至少75%之1C/0.1C之速率容量，諸如至少80%且甚至至少90%，諸如95%之1C/0.1C之速率容量。 在又一實施例中，不限於任何特定理論，據相信，具有膨脹/收縮的陰極結構112之電極總成106可能夠提供電解質泵送作用，其提高電解質移動及流動至陰極結構中之陰極活性材料且有助於維持具有陰極結構112之二次電池102之較高速率放電。藉助於澄清，且不限於任一特定理論，應注意，二次電池102中之電解質所佔據之體積包括陰極及陽極結構群112、110之構件之間的電解質所佔據之體積，且歸因於陽極結構群110之構件中之孔隙之存在等，亦包括任何敞開體積，且包括由其孔隙度產生之陰極結構群112之構件中之敞開體積。隨著二次電池102充電，陽極結構群110之構件中之任何孔隙逐漸填充有嵌入及/或摻合的載體離子，以使得佔據陽極結構群110之構件之電解質之體積減小。此外，歸因於此嵌入及/或摻合之陽極結構群110之構件之尺寸提高可壓縮如上文所論述之陰極結構群112之構件，從而減少陰極結構構件中之敞開孔隙體積，以使得當二次電池102充電時，佔據陰極結構112之電解質之體積減小。相反地，二次電池102之放電可導致載體離子之去嵌入及/或去摻合，以在陽極結構中提供更多可用的體積，且亦可導致陰極結構之膨脹，其可提高孔隙度及陰極結構群之構件之孔隙/敞開體積中之電解質可用的體積。亦即，電解質可佔據處於充電狀態下之陰極結構群112之構件之孔隙中之體積V1 ，其小於處於放電狀態下之陰極結構群112之構件之孔隙中之體積V2 。藉助於解釋且不受任何理論限制，據相信，在充電與放電狀態之間循環時陰極結構群112之構件(及甚至陽極結構群)中之電解質可用的體積(在V1 與V2 之間)之此變化可提供電解質泵送作用，由此在循環期間將電解質攪動及/或「泵送」至陰極活性材料層138之孔隙中及周圍。因此，將電解質「泵送」至陰極活性材料層138之孔隙中及周圍可使電解質與陰極活性材料接觸，且歸因於在放電過程期間陰極活性材料與電解質之接觸增加，可增強陰極活性材料層之放電速率。處於放電狀態下之陰極結構群112之構件之孔隙之體積V2 可能與處於放電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度相關，且處於充電狀態下之陰極結構群112之構件之孔隙之體積V1 可能與處於充電狀態下之陰極活性材料層138之孔隙度相關。在一個實施例中，處於放電狀態下之電解質可用的陰極活性材料層138之體積與處於充電狀態下之體積之比率V2 :V1可為至少1.1:1。舉例而言，在一個實施例中，比率V2 :V1 可為至少1.5:1。舉例而言，在一個實施例中，比率V2 :V1 可為至少2:1。舉例而言，在一個實施例中，比率V2 :V1 可為至少5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，比率V2 :V1 可為至少10:1。藉助於又另一實施例，在一個實施例中，比率V2 :V1 可為至少15:1。舉例而言，比率V2 /V1 可在1.1:1至30:1，諸如1.5:1至20:1，且甚至3:1至15:1範圍內。在又一實施例中，亦可提供多孔填充劑粒子以促進處於充電及/或放電狀態中之一或多者下之預定孔隙體積。 在又一實施例中，可提供一種形成在充電與放電狀態之間循環之二次電池之方法。根據一個態樣，形成方法可包含至少一個初始形成充電步驟，其中使二次電池102充電以使得陽極結構群110之構件膨脹，結果為膨脹的陽極結構110壓縮陰極結構群112之構件。一般而言，形成階段可涉及一或多個在重組及/或使內部結構及形態最佳化之條件下進行之初始充電步驟，以使得二次電池可充電直至其額定容量。舉例而言，形成階段可涉及在例如電流、溫度及持續時間之謹慎控制之條件下進行之一或多個充電步驟以使二次電池中之阻抗降至最低且使電解質與電極之間的接觸最佳化。在一個實施例中，在形成階段期間，陽極結構群110之構件可在初始形成階段之前將陰極活性材料之可壓縮層138壓縮至小於陰極活性材料層138之初始尺寸的尺寸。初始形成階段可因此提供具有陰極結構群構件之陰極活性材料層138中之陰極活性材料之預定尺寸、橫截面積及/或體積以及預定密度、孔隙度及/或體積%之陰極結構群112之構件之原位形成。在一個實施例中，初始形成階段壓縮陰極結構群112之子組以使得橫截面積自初始形成步驟之前的初始橫截面積Ci 減小至初始形成階段之後的形成後橫截面積Cf ，其小於初始橫截面積Ci 之95%。藉助於其他實例，在一個實施例中，初始形成階段壓縮陰極結構群112之子組以使得橫截面積自初始形成階段之前的初始橫截面積Ci 減小至初始形成階段之後的形成後橫截面積Cf ，其小於初始橫截面積Ci 之90%。藉助於其他實例，在一個實施例中，初始形成階段壓縮陰極結構群112之子組以使得橫截面積自初始形成階段之前的初始橫截面積Ci 減小至初始形成階段之後的形成後橫截面積Cf ，其小於初始橫截面積Ci 之80%。藉助於其他實例，在一個實施例中，初始形成階段可壓縮陰極結構群112之子組以使得橫截面積自初始形成階段之前的初始橫截面積Ci 減小至初始形成階段之後的形成後橫截面積Cf ，其小於初始橫截面積Ci 之70%。一般而言，形成後橫截面積Cf 將為初始橫截面積Ci 之至少25%。舉例而言，初始形成步驟可將陰極結構群112之子組壓縮至橫截面積Cf ，其在Ci 之25%至95%範圍內，諸如在Ci 之30%至80%範圍內，且甚至在Ci 之40%至60%範圍內。此外，根據一個實施例，如根據如上文所論述之MAC (例如超過一個陰極構件之橫截面積之中值)、MLC (例如不同縱向平面長陰極構件之橫截面積之中值)及/或MOC (例如MAc及MLc之中值)所量測之中值橫截面積可用於在初始形成期間測定陰極結構群之子組之壓縮程度，且可展現呈與如上文Ci %之Cf 範圍類似及/或相同的中值橫截面積預形成之%形式之後形成中值橫截面積。 此外，形成階段可使得陽極結構群之構件之尺寸提高。舉例而言，陽極結構群之子組之初始橫截面積Ai 可增至形成後橫截面積Af ，其提供至少1.1:1，諸如至少1.3:1，且甚至至少1.5:1之Af :Ai 比率。舉例而言，比率Af :Ai 可為至少2:1，且可甚至為至少3:1，諸如至少4:1，且甚至至少5:1。舉例而言，初始形成步驟之前的陰極結構群之子組之橫截面積Ci 可在800 µm2 至8×106 µm2 ，諸如1000 µm2 至5×106 µm2 ，且甚至1500 µm2 至3×106 µm2 範圍內。相反地，初始形成步驟之後的陰極結構群之子組之橫截面積Cf 可在3500 µm2 至8×106 µm2 ，諸如4000 µm2 至5.05×106 µm2 ，且甚至500 µm2 至3×106 範圍內。此外，根據一個實施例，如根據如上文所論述之MAA (例如超過一個陽極構件之橫截面積之中值)、MLA (例如不同縱向平面長陽極構件之橫截面積之中值)及/或MOA (例如MAA 及MLA 之中值)所量測之中值橫截面積可用於在初始形成階段期間測定陽極結構群之子組之膨脹程度，且可展現呈與如上文Af /Ai 之比率範圍類似及/或相同的中值橫截面積預形成之%形式之後形成中值橫截面積。 在又一實施例中，初始形成階段可包含使二次電池102充電以壓縮陰極活性材料層138，從而減小其孔隙度及/或提高陰極活性材料及/或填充劑之粒子所佔據之陰極活性材料層138之體積%(例如使陰極活性材料層緻密)。藉助於實例，在一個實施例中，在初始形成階段之前，陰極活性材料層138中之粒子之體積%可為不超過50%，諸如不超過30%且甚至不超過25%。相反地，在初始形成階段之後，陰極活性材料層138中之粒子之體積%可為至少60%，諸如至少75%且甚至至少85%，諸如至少95%。 根據又一實施例，初始形成階段可包含使二次電池102充電以使得陽極結構群110之構件抵靠陰極結構112及/或陽極結構在使得微孔隔板至少部分地黏著於陰極及陽極結構群之構件之壓力下膨脹及壓縮微孔隔板130。亦即，在微孔隔板130包含能夠至少部分地塑化及/或另外黏著至陰極結構群112及/或陽極結構群110之構件之聚合物或其他材料的情況下，微孔隔板130抵靠構件之壓縮可使得隔板及構件至少部分地彼此黏著。在一個實施例中，微孔隔板至少部分黏著至陰極結構及/或陽極結構構件可使得陰極結構構件在二次電池102放電後膨脹。藉助於澄清，應注意，二次電池之充電使陽極結構群110之構件膨脹，且此膨脹亦可使鄰近陽極結構構件之彈性微孔隔板130之部分延伸。此外，當陽極結構群110之構件在二次電池102放電期間收縮時，彈性微孔隔板亦可收縮回更鬆弛狀態，諸如實質上與陽極結構群構件110之收縮分佈保形。然而，因為隔板130至少部分地黏著至構件，隔板收縮亦施加力以拉動至少部分地黏著至微孔隔板之陰極結構群112之構件之表面，從而使構件尺寸膨脹。亦即，隔板130至少部分黏著至陰極結構群112及/或陽極結構群110之構件可因此在二次電池102放電期間使陰極結構群構件112與陽極結構群110之構件收縮一致膨脹，例如以使得陰極結構群構件112之尺寸以與陽極結構群構件110之尺寸收縮成反比關係的方式膨脹。在一個實施例中，初始形成階段包含使二次電池102充電以使得陽極結構群110之構件在足以至少部分地使微孔隔板130之表面處微孔隔板之聚合材料熔融至陰極結構112之陰極活性材料層138之接觸表面處之聚合基質材料及陽極結構110之接觸表面的壓力下抵靠陰極結構群112之構件使微孔隔板130膨脹及壓縮，以使得陰極活性材料層138在二次電池102之循環期間與隔板之彎曲及/或收縮一致膨脹及/或收縮。 在一個實施例中，初始形成階段包含使二次電池充電以使得陽極結構群之構件膨脹且施加壓力以在至少1,000 psi之壓力下抵靠陰極結構群及/或陽極結構群之構件壓縮微孔隔板130。在另一實施例中，在初始形成階段期間，在至少3,000 psi之壓力下，抵靠陰極結構群及/或陽極結構群之構件壓縮微孔隔板。在又一實施例中，在初始形成階段期間，在至少5,000 psi之壓力下，抵靠陰極結構群及/或陽極結構群之構件壓縮微孔隔板。在又一實施例中，在初始形成階段期間，在至少10,000 psi之壓力下，抵靠陰極結構群及/或陽極結構群之構件壓縮微孔隔板。 具有可壓縮陰極結構112之能量儲存裝置100 (諸如二次電池102及其組件)之實施例進一步詳細描述於下文中。電極總成 再次參看圖1A至圖1B，在一個實施例中，互相交叉之電極總成106包括陽極結構群110、陰極結構群112及將陽極結構110與陰極結構112電絕緣之電絕緣微孔隔板130。在一個實施例中，陽極結構110包含陽極活性材料層132、支撐陽極活性材料層132之陽極主結構134及陽極集電器136，其可為離子多孔集電器以允許離子通過，如圖7中描繪之實施例中所示。類似地，在一個實施例中，陰極結構112包含陰極活性材料層138、陰極集電器140及支撐陰極集電器140及/或陰極活性材料層138中之一或多者之陰極主結構141，如例如圖7中所描繪之實施例中所示。電絕緣微孔隔板130允許載體離子在充電及/或放電過程期間通過以在電極總成106中之陽極結構110與陰極結構112之間行進。此外，應理解，除亦可提供本文尤其所描述之彼等者以形成陽極結構110及陰極結構112外，陽極及陰極結構110及112分別不限於本文所描述之特定實施例及結構及其他構型、結構及/或材料。舉例而言，陽極及陰極結構110、112可以結構實質上不存在任何陽極及/或陰極主結構134、141之形式提供，諸如在將含有主鏈之陽極及/或陰極結構110、112之區域實際上由陽極活性材料及/或陰極活性材料組成的情況下。 根據如圖1A至圖1B中所示之實施例，陽極及陰極結構群110及112之構件分別以交替的順序配置，其中交替順序之方向對應於堆疊方向D。根據此實施例，電極總成106進一步包含相互垂直縱向、橫向及垂直軸線，其中縱向軸線AEA 一般對應或平行於電極及相反電極結構群之構件之堆疊方向D。如圖1A中之實施例所示，縱向軸線AEA 描繪為對應於Y軸，橫向軸線描繪為對應於X軸，且垂直軸線描繪為對應於Z軸。 另外，電極總成106具有在縱向方向上(亦即，沿著y軸)量測之最大寬度WEA 、藉由側表面限定且在橫向方向上(亦即，沿著x軸)量測之最大長度LEA 及亦藉由側表面限定且在垂直方向上(亦即，沿著z軸)量測之最大高度HEA 。最大寬度WEA 可理解為對應於如自電極總成106之縱向末端表面116、118之相對的點量測之電極總成106之最大寬度，其中電極總成在縱向方向上最寬。舉例而言，參考圖1A中之電極總成106之實施例，最大寬度WEA 可理解為簡單地對應於如在縱向方向上所量測之總成106之寬度。然而，參考圖5H中所示之電極總成106之實施例，可見最大寬度WEA 對應於如自兩個相對的點300a、300b所量測之電極總成之寬度，其中電極總成在縱向方向上最寬，與如自相對的點301a、301b所量測之寬度相反，其中電極總成106更窄。類似地，最大長度LEA 可理解為對應於如自電極總成106之側表面142之相對的點所量測之電極總成之最大長度，其中電極總成在橫向方向上最長。再次參看圖1A中之實施例，最大長度LEA 可簡單地理解為電極總成106之長度，而在圖5H中所示之實施例中，最大長度LEA 對應於如自兩個相對的點302a、302b所量測之電極總成之長度，其中電極總成在橫向方向上最長，與如自相對的點303a、303b所量測之長度相反，其中電極總成較短。沿著類似管線，最大高度HEA 可理解為對應於如自電極總成之側表面143相對的點所量測之電極總成之最大高度，其中電極總成在垂直方向上最高。亦即，在圖1A中所示之實施例中，最大高度HEA 簡單地為電極總成之高度。儘管圖5H中所示之實施例中未尤其描繪，但若電極總成在橫跨縱向及橫向方向中之一或多者之點處具有不同高度，則電極總成之最大高度HEA 將理解為對應於如自兩個相對的點所量測之電極總成之高度，其中電極總成在垂直方向上最高，與如自相對的點所量測之高度相反，其中電極總成較短，如針對最大寬度WEA 及最大長度LEA 類似所描述。電極總成106之最大長度LEA 、最大寬度WEA 及最大高度HEA 可視能量儲存裝置100及其預期用途而變化。舉例而言，在一個實施例中，電極總成106可包括習知二次電池尺寸典型具有的最大長度LEA 、寬度WEA 及高度HEA 。藉助於其他實例，在一個實施例中，電極總成106可包括薄膜電池尺寸典型具有的最大長度LEA 、寬度WEA 及高度HEA 。 在一些實施例中，尺寸LEA 、WEA 及HEA 經選擇以提供具有沿著橫向軸線(X軸)之最大長度LEA 及/或沿著縱向軸線(Y軸)之最大寬度WEA (其長於沿著垂直軸線(Z軸)之最大高度HEA )之電極總成106。舉例而言，在圖1A中所示之實施例中，尺寸LEA 、WEA 及HEA 經選擇以提供具有沿著與電極結構堆疊方向D正交之橫向軸線(X軸)以及沿著與電極結構堆疊方向D一致的縱向軸線(Y軸)之最大尺寸之電極總成106。亦即，最大長度LEA 及/或最大寬度WEA 可大於最大高度HEA 。舉例而言，在一個實施例中，最大長度LEA 與最大高度HEA 之比率可為至少2:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大長度LEA 與最大高度HEA 之比率可為至少5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大長度LEA 與最大高度HEA 之比率可為至少10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大長度LEA 與最大高度HEA 之比率可為至少15:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大長度LEA 與最大高度HEA 之比率可為至少20:1。不同尺寸之比率可在能量儲存裝置內允許最佳構型以使活性材料之量最大化，從而提高能量密度。 在一些實施例中，最大寬度WEA 可經選擇以提供大於最大高度HEA 之電極總成106之寬度。舉例而言，在一個實施例中，最大寬度WEA 與最大高度HEA 之比率可為至少2:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大寬度WEA 與最大高度HEA 之比率可為至少5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大寬度WEA 與最大高度HEA 之比率可為至少10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大寬度WEA 與最大高度HEA 之比率可為至少15:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大寬度WEA 與最大高度HEA 之比率可為至少20:1。 根據一個實施例，最大寬度WEA 與最大長度LEA 之比率可經選擇以在提供最佳構造之預定範圍內。舉例而言，在一個實施例中，最大寬度WEA 與最大長度LEA 之比率可在1:5至5:1範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，最大寬度WEA 與最大長度LEA 之比率可在1:3至3:1範圍內。藉助於又另一實施例，在一個實施例中，最大寬度WEA 與最大長度LEA 之比率可在1:2至2:1範圍內。 在如圖1A中所示之實施例中，電極總成106具有第一縱向末端表面116及沿著縱向軸線AEA 與第一縱向末端表面116分離之相反第二縱向末端表面118。電極總成106進一步包含至少部分地包圍縱向軸線AEA 且連接第一及第二縱向末端表面116、118之側表面142。在一個實施例中，最大寬度WEA 為如自第一縱向末端表面116至第二縱向末端表面118所量測之沿著縱向軸線AEA 之尺寸。類似地，最大長度LEA 可藉由側表面142限定，且在一個實施例中，可為如沿著與縱向軸線正交之橫向軸線自側表面142之相反第一及第二區域144、146所量測之尺寸。在一個實施例中，最大高度HEA 可藉由側表面142限定且可沿著與縱向軸線正交之垂直軸線自側表面142之相反第一及第二區域148、150量測。 出於清楚的目的，在圖1A中所示之實施例中僅說明四種陽極結構110及四種陰極結構112。舉例而言，視能量儲存裝置100及其預期用途而定，陽極及陰極結構群110及112之構件之交替順序分別可包括任何數目的各群構件，且陽極及陰極結構群110及112之構件之交替順序可為互相交叉的，例如如圖1A中所示。藉助於其他實例，在一個實施例中，除交替順序沿著堆疊方向D終止時之外，陽極結構群110之各構件可存在於陰極結構群112之兩個構件之間。藉助於其他實例，在一個實施例中，除交替順序沿著堆疊方向D終止時之外，陰極結構群112之各構件可存在於陽極結構群110之兩個構件之間。藉助於其他實例，在一個實施例中，且更一般陳述，陽極結構群110及陰極結構群112各自具有N個構件，N-1個陽極結構構件110中之每一者在兩個陰極結構構件112之間，N-1個陰極結構構件112中之每一者在兩個陽極結構構件110之間，且N至少為2。藉助於其他實例，在一個實施例中，N至少為4。藉助於其他實例，在一個實施例中，N至少為5。藉助於其他實例，在一個實施例中，N至少為10。藉助於其他實例，在一個實施例中，N至少為25。藉助於其他實例，在一個實施例中，N至少為50。藉助於其他實例，在一個實施例中，N至少為100或超過100。在一個實施例中，陽極及/或陰極群之構件充分自虛底板(例如實質上與陽極總成表面一致之平面)延伸以具有大於底板中之構件之幾何覆蓋面積(亦即，投影)兩倍之表面積(忽略孔隙度)。在某些實施例中，非層狀(亦即，三維)陽極及/或陰極結構之表面積與其在虛底板中之幾何覆蓋面積之比率可為至少約5，至少約10，至少約50，至少約100，或甚至至少約500。一般而言，然而，比率將在約2與約1000之間。在一個此類實施例中，陽極群之構件在本質上為非層狀的。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陰極群之構件在本質上為非層狀的。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陽極群之構件及陰極群之構件在本質上為非層狀的。 根據一個實施例，電極總成106在電極總成106終止處具有縱向末端117、119。根據一個實施例，電極總成106中之陽極及陰極結構110、112之交替順序分別以沿著縱向方向之對稱方式終止，諸如其中陽極結構110在縱向方向上之電極總成106之各端117、119處，或其中陰極結構112在縱向方向上之電極總成106之各端117、119處。在另一實施例中，陽極110及陰極結構112之交替順序可以沿著縱向方向之不對稱方式終止，諸如其中陽極結構110在縱向軸線AEA 之一個末端117處，且陰極結構112在縱向軸線AEA 之另一末端119處。根據又一實施例，電極總成106可在電極總成106之一或多個末端117、119處以陽極結構110及/或陰極結構112中之一或多者之子結構終止。藉助於實例，根據一個實施例，陽極110及陰極結構112之交替順序可在陽極110及陰極結構112之一或多個子結構處終止，包括陽極主結構134、陰極主結構141、陽極集電器136、陰極集電器140、陽極活性材料層132、陰極活性材料層138及其類似者，且可亦以諸如隔板130之結構終止，且電極總成106之各縱向末端117、119處之結構可相同(對稱)或不同(不對稱)。電極總成106之縱向最終末端117、119可包含藉由第一及第二一級生長限制154、156接觸之第一及第二縱向末端表面116、118以限制電極總成106之總體生長。 根據又一實施例，電極總成106具有第一及第二橫向末端145、147 (參見例如圖1A)，其可接觸一或多個可用於使電極及/或相反電極結構110、112電連接至負荷及/或電壓供應器(未示出)之電極及/或相對電極突片190、192 (參見例如圖9)。舉例而言，電極總成106可包含電極總線194 (參見例如圖1A)，各陽極結構110可連接至其上，且彙集來自電極結構群110之各構件之電流。類似地，電極總成106可包含陰極總線196，各陰極結構112可連接至其上，且彙集來自陰極結構群112之各構件之電流。陽極及/或陰極總線194、196各自具有在方向D上量測之長度且實質上在陽極結構110、112之互相交叉系列之整個長度上延伸。在圖9中所說明之實施例中，陽極突片190及/或陰極突片192包括與陽極及/或陰極總線194、196電連接且實質上在其整個長度上運作之陽極突片延伸部分191、193。或者，陽極及/或陰極突片190、192可直接連接至陽極及/或陰極總線194、196，例如沿著總線194、196之長度之末端或其位置中間，而不需要突片延伸部分191、193。因此，在一個實施例中，陽極及/或陰極總線194、196可在橫向方向上形成電極總成106之最終末端145、147之至少一部分，且將電極總成連接至用於電連接至負荷及/或電壓供應器(未示出)之突片190、192。此外，在又一實施例中，電極總成106包含沿著垂直(Z)軸線安置之第一及第二最終末端149、153。舉例而言，根據一個實施例，各陽極110及/或陰極結構112裝備有隔板材料之頂部及底部塗層，如圖1A中所示，其中塗層在垂直方向上形成電極總成106之最終末端149、153。可由隔板材料塗層形成之最終末端149、153可沿著垂直軸線包含可與第一及第二二級生長限制158、160接觸之側表面142之第一及第二表面區域148、150以限制垂直方向上之生長。 一般而言，電極總成106可包含縱向末端表面116、118，其為平面、共平面或非平面。舉例而言，在一個實施例中，相反縱向末端表面116、118可為凸面。藉助於其他實例，在一個實施例中，相反縱向末端表面116、118可為凹面。藉助於其他實例，在一個實施例中，相反縱向末端表面116、118為實質上平面。在某些實施例中，電極總成106可包括相反縱向末端表面116、118，其在投影於平面上時具有任何範圍之二維形狀。舉例而言，縱向末端表面116、118可獨立地具有光滑的曲面形狀(例如圓形、橢圓形、雙曲線形或拋物線形)，其可獨立地包括一系列線及頂點(例如多邊形)，或其可獨立地包括光滑的曲面形狀且包括一或多個線及頂點。類似地，電極總成106之側表面142可為光滑的曲面形狀(例如電極總成106可具有圓形、橢圓形、雙曲線形或拋物線形橫截面形狀)或側表面142可包括兩個或多於兩個連接在頂點處之線(例如電極總成106可具有多邊形橫截面)。舉例而言，在一個實施例中，電極總成106具有圓柱形、橢圓柱形、拋物柱形或雙曲柱形形狀。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106可具有稜柱形狀，具有相同尺寸及形狀之相反縱向末端表面116、118及平行四邊形形狀的側表面142 (亦即，在相反縱向末端表面116與118之間延伸的表面)。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106具有對應於三角稜柱之形狀，電極總成106具有兩個相反三角形縱向末端表面116及118及在兩個縱向末端之間延伸的由三個平行四邊形(例如矩形)組成之側表面142。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106具有對應於矩形稜柱之形狀，電極總成106具有兩個相反矩形縱向末端表面116及118及包含四個平行四邊形(例如矩形)表面之側表面142。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106具有對應於五稜柱、六稜柱等之形狀，其中電極總成106分別具有兩個五邊形、六邊形等相反縱向末端表面116及118及分別包含五個、六個等平行四邊形(例如矩形)表面之側表面。 現參看圖5A至圖5H，示意性地說明電極總成106之若干例示性幾何形狀。更具體言之，在圖5A中，電極總成106具有三角稜柱形狀，其具有沿著縱向軸線AEA 間隔開之相反第一及第二縱向末端表面116、118及包括三個連接圍繞縱向軸線AEA 之縱向末端表面116、118之矩形表面之側表面142。在圖5B中，電極總成106具有平行六面體形狀，其具有沿著縱向軸線AEA 間隔開之相反第一及第二平行四邊形縱向末端表面116、118及包括連接兩個縱向末端表面116、118且包圍縱向軸線AEA 之四個平行四邊形表面之側表面142。在圖5C中，電極總成106具有矩形稜柱形狀，其具有沿著縱向軸線AEA 間隔開之相反第一及第二矩形縱向末端表面116、118及包括連接兩個縱向末端表面116、118且包圍縱向軸線AEA 之四個矩形表面之側表面142。在圖5D中，電極總成106具有五邊形稜柱形狀，其具有沿著縱向軸線AEA 間隔開之相反第一及第二五邊形縱向末端表面116、118及包括連接兩個縱向末端表面116、118且包圍縱向軸線AEA 之五個矩形表面之側表面142。在圖5E中，電極總成106具有六邊形稜柱形狀，其具有沿著縱向軸線AEA 間隔開之相反第一及第二六邊形縱向末端表面116、118及包括連接兩個縱向末端表面116、118且包圍縱向軸線AEA 之六個矩形表面之側表面142。在圖5F中，電極總成具有方形錐體平截頭體形狀，其具有沿著縱向軸線AEA 間隔開之相反第一及第二方形末端表面116、118及包括連接兩個縱向末端表面116、118且包圍縱向軸線AEA 之四個梯形表面之側表面142，其梯形表面尺寸沿著縱向軸線自第一表面116處之較大尺寸逐漸變窄至第二表面118處之較小尺寸，且第二表面之尺寸小於第一表面之尺寸。在圖5G中，電極總成具有五邊形錐體平截頭體形狀，其具有沿著縱向軸線AEA 間隔開之相反第一及第二方形末端表面116、118及包括連接兩個縱向末端表面116、118且包圍縱向軸線AEA 之五個梯形表面之側表面142，其梯形表面尺寸沿著縱向軸線自第一表面116處之較大尺寸逐漸變窄至第二表面118處之較小尺寸，且第二表面之尺寸小於第一表面之尺寸。在圖5H中，電極總成106藉助於電極及相反電極結構110、112 (長度自朝向縱向軸線上之電極總成106之中間之第一長度減小至電極總成106之縱向末端117、119處之第二長度)在縱向方向上具有錐體形狀。電極限制 在一個實施例中，提供電極限制組108，其限制電極總成106之總體宏觀生長，如例如圖1A至圖1B中所說明。電極限制組108可能夠限制電極總成106沿著一或多個尺寸之生長，以便減少電極總成106腫脹及變形，且從而改良具有電極限制組108之能量儲存裝置100之可靠性及循環壽命。如上文所論述，不限於任一特定理論，據相信，在二次電池102充電及/或放電期間在陽極結構110與陰極結構112之間行進的載體離子可嵌入至陽極活性材料中，使陽極活性材料及/或陽極結構110膨脹。陽極結構110之此膨脹可使電極及/或電極總成106變形且腫脹，從而損害電極總成106之結構完整性，及/或提高電短路或其他故障之可能性。在一個實例中，在能量儲存裝置100循環期間，陽極活性材料層132之過度腫脹及/或膨脹及收縮可使陽極活性材料之片段斷裂及/或與陽極活性材料層132分層，從而損害能量儲存裝置100之效率及循環壽命。在另一實例中，陽極活性材料層132之過度腫脹及/或膨脹及收縮可使陽極活性材料打破電絕緣微孔隔板130，從而導致電極總成106之電短路及其他故障。因此，電極限制組108抑制伴隨充電與放電狀態之間循環可能另外發生的此腫脹或生長以改良能量儲存裝置100之可靠性、效率及/或循環壽命。 根據一個實施例，電極限制組108包含一級生長限制系統151以限制沿著電極總成106之縱向軸線(例如圖1A至圖1B中之Y軸)之生長及/或腫脹。在另一實施例中，電極限制組108可包括二級生長限制系統152，其限制沿著垂直軸線(例如圖1中之Z軸)之生長。在又一實施例中，電極限制組108可包括三級生長限制系統155，其限制沿著橫向軸線(例如圖4C中之X軸)之生長。在一個實施例中，電極限制組108分別包含一級生長及二級生長限制系統151、152及甚至三級生長限制系統155，其協同操作以同時限制在一或多個方向上之生長，諸如沿著縱向及垂直軸線(例如Y軸及Z軸)且甚至同時沿著所有縱向、垂直及橫向軸線(例如Y軸、Z軸及X軸)。舉例而言，一級生長限制系統151可在充電與放電狀態之間循環期間限制可能另外沿著電極總成106之堆疊方向D發生之生長，而二級生長限制系統152可限制沿著垂直軸線可能發生之腫脹及生長，以防止電極總成106在垂直方向上之彎曲或其他變形。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可減少將另外因一級生長限制系統151所施加之生長限制而加劇之沿著垂直軸線之腫脹及/或膨脹。三級生長限制系統155亦可視情況減少在循環過程期間可能進行之沿著橫向軸線之腫脹及/或膨脹。亦即，根據一個實施例，分別一級生長及二級生長限制系統151、152及視情況三級生長限制系統155可一起操作以協同限制電極總成106之多維生長。 參見圖6A至圖6B，電極限制組108之實施例展示具有電極總成106之一級生長限制系統151及二級生長限制系統152。圖6A展示沿著縱向軸線(Y軸)獲取之圖1中之電極總成106之橫截面，以使得說明具有垂直軸線(Z軸)及縱向軸線(Y軸)之所得2-D橫截面。圖6B展示沿著橫向軸線(X軸)獲取之圖1中之電極總成106之橫截面，以使得說明具有垂直軸線(Z軸)及橫向軸線(X軸)之所得2-D橫截面。如圖6A中所示，一級生長限制系統151可一般分別包含沿著縱向方向(Y軸)彼此分離之第一及第二一級生長限制154、156。舉例而言，在一個實施例中，第一及第二一級生長限制154、156分別包含至少部分地或甚至全部覆蓋電極總成106之第一縱向末端表面116之第一一級生長限制154及至少部分地或甚至全部覆蓋電極總成106之第二縱向末端表面118之第二一級生長限制156。在又一版本中，第一及第二一級生長限制154、156中之一或多者可在電極總成106之縱向末端117、119內部，諸如當一級生長限制中之一或多者包含電極總成106之內部結構時。一級生長限制系統151可進一步包含至少一個一級連接構件162，其連接第一及第二一級生長限制154、156且可具有與縱向方向平行之主要軸線。舉例而言，一級生長限制系統151可分別包含沿著與縱向軸線正交之軸線，諸如沿著如實施例中所描繪之垂直軸線(Z軸)彼此分隔之第一及第二一級連接構件162、164。第一及第二一級連接構件162、164可分別用以分別將第一及第二一級生長限制154、156彼此連接且分別維持第一及第二一級生長限制154、156彼此拉伸，以便限制沿著電極總成106之縱向軸線之生長。 根據一個實施例，包括一級生長限制系統151之電極限制組108可能夠限制電極總成106在縱向方向(亦即，電極堆疊方向D)上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於在充電與放電狀態之間的20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。 在又一實施例中，包括一級生長限制系統151之電極限制組108可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經2000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。 在又一實施例中，包括一級生長限制系統151之電極限制組108可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池5次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。 在又一實施例中包括一級生長限制系統151之電極限制組108可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得每次二次電池循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池5次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在縱向方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。 充電狀態意謂將二次電池102充電至其額定容量之至少75%，諸如其額定容量之至少80%，且甚至其額定容量之至少90%，諸如其額定容量之至少95%且甚至其額定容量之100%。放電狀態意謂將二次電池放電至小於其額定容量之25%，諸如小於其額定容量之20%，且甚至小於其額定容量之10%，諸如小於5%，且甚至0%。此外，應注意，二次電池102之實際容量可隨時間推移及電池已進行之循環次數改變。亦即，儘管二次電池102可首先展現接近其額定容量之實際量測容量，電池之實際容量將隨時間推移減小，其中當實際容量下降至低於如充電至放電狀態所量測到之額定容量之80%時，二次電池102考慮為在其壽命結束時。 在圖6A及圖6B中進一步展示，電極限制組108可進一步包含二級生長限制系統152，其可一般分別包含第一及第二二級生長限制158、160，其沿著與縱向方向正交之第二方向，諸如沿著如所示之實施例中之垂直軸線(Z軸)彼此分離。舉例而言，在一個實施例中，第一二級生長限制158至少部分地延伸跨過電極總成106之側表面142之第一區域148，且第二二級生長限制160至少部分地延伸跨過與第一區域148相對之電極總成106之側表面142之第二區域150。在又一版本中，第一及第二二級生長限制154、156中之一或多者可在電極總成106之側表面142之內部，諸如當二級生長限制中之一或多者包含電極總成106之內部結構時。在一個實施例中，第一及第二二級生長限制158、160分別藉由至少一個二級連接構件166連接，其可具有與第二方向平行之主要軸線，諸如垂直軸線。二級連接構件166可用以分別連接且保持第一及第二二級生長限制158、160彼此拉伸，以便限制電極總成106沿著與縱向方向正交之方向之生長，諸如例如限制在垂直方向上(例如沿著Z軸)之生長。在圖6A中所描繪之實施例中，至少一個二級連接構件166可對應於第一及第二一級生長限制154、156中之至少一者。然而，二級連接構件166不限於此，且可或者及/或另外包含其他結構及/或構型。 根據一個實施例，包括二級生長限制系統152之限制組可能夠限制電極總成106在與縱向方向正交之第二方向，諸如垂直方向(Z軸)上之生長，以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於20%。 在實施例中，包括二級生長限制系統152之限制組可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。 在實施例中，包括二級生長限制系統152之限制組可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池5次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。 在實施例中，包括二級生長限制系統152之限制組可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得每次二次電池循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池5次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統151可能夠限制電極總成106在第二方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。 圖6C展示電極限制組108之實施例，其進一步包括三級生長限制系統155以限制電極總成在與縱向及第二方向正交之第三方向，諸如橫向方向(X)方向上之生長。除分別一級及二級生長限制系統151、152之外，可提供三級生長限制系統155以限制電極總成106在三維中之總體生長，及/或可分別與一級或二級生長限制系統151、152中之一者組合提供以限制電極總成106在二維中之總體生長。圖6C展示沿著橫向軸線(X軸)獲取之圖1A中之電極總成106之橫截面，以使得說明具有垂直軸線(Z軸)及橫向軸線(X軸)之所得2-D橫截面。如圖6C中所示，三級生長限制系統155可一般分別包含沿著諸如橫向方向(X軸)之第三方向彼此分離之第一及第二三級生長限制157、159。舉例而言，在一個實施例中，第一三級生長限制157至少部分地延伸跨過電極總成106之側表面142之第一區域144，且第二三級生長限制159至少部分地延伸跨過與橫向方向上之第一區域144相對之電極總成106之側表面142之第二區域146。在又一版本中，第一及第二三級生長限制157、159中之一或多者可在電極總成106之側表面142內部，諸如當三級生長限制中之一或多者包含電極總成106之內部結構時。在一個實施例中，第一及第二三級生長限制157、159分別藉由至少一個三級連接構件165連接，該連接構件可具有與第三方向平行之主要軸線。三級連接構件165可用以分別連接且保持第一及第二三級生長限制157、159彼此拉伸，以便限制電極總成106沿著與縱向方向正交之方向之生長，例如限制在橫向方向(例如沿著X軸)上之生長。在圖6C中所描繪之實施例中，至少一個三級連接構件165可對應於第一及第二二級生長限制158、160中之至少一者。然而，三級連接構件165不限於此，且可或者及/或另外包含其他結構及/或構型。舉例而言，至少一個三級連接構件165可在一個實施例中，對應於第一及第二一級生長限制154、156中之至少一者(未示出)。 根據一個實施例，具有三級生長限制系統155之限制組可能夠限制電極總成106在與縱向方向正交之第三方向，諸如橫向方向(X軸)上之生長，以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。 在一個實施例中，具有三級生長限制系統155之限制組可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於10%。 在一個實施例中，具有三級生長限制系統155之限制組可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池5次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。 在一個實施例中，具有三級生長限制系統155之限制組可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得每次二次電池循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池5次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池10次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池20次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池30次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池50次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池80次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池100次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池200次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池300次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池500次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統152可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池800次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池1000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高在充電與放電狀態之間均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池2000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池3000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池5000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池8000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。藉助於其他實例，在一個實施例中，三級生長限制系統155可能夠限制電極總成106在第三方向上之生長以使得歷經二次電池10,000次連續循環電極總成在第三方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於1%。 根據一個實施例，分別一級及二級生長限制系統151、152及視情況三級生長限制系統155經配置以協同操作，從而使得一級生長限制系統151之部分協同充當二級生長限制系統152之一部分，及/或二級生長限制系統152之部分協同充當一級生長限制系統151之一部分，且一級及/或二級限制系統151、152中之任一者之部分分別亦可協同充當三級生長限制系統之一部分，且反之亦然。舉例而言，在圖6A及圖6B中所示之實施例中，一級生長限制系統151之第一及第二一級連接構件162、164分別可充當限制在與縱向方向正交之第二方向上之生長之第一及第二二級生長限制158、160之至少一部分或甚至整個結構。在又一實施例中，如上文所提及，第一及第二一級生長限制154、156中之一或多者可分別充當一或多個二級連接構件166以分別連接第一及第二二級生長限制158、160。相反地，第一及第二二級生長限制158、160之至少一部分可分別充當一級生長限制系統151之分別第一及第二一級連接構件162、164，且二級生長限制系統152之至少一個二級連接構件166可在一個實施例中分別充當第一及第二一級生長限制154、156中之一或多者。在又一實施例中，一級生長限制系統151之分別第一及第二一級連接構件162、164之至少一部分及/或二級生長限制系統152之至少一個二級連接構件166可充當限制在與縱向方向正交之橫向方向上之生長之分別第一及第二三級生長限制157、159之至少一部分或甚至整個結構。在又一實施例中，分別第一及第二一級生長限制154、156及/或分別第一及第二二級生長限制158、160中之一或多者可充當一或多個分別連接第一及第二三級生長限制157、159之三級連接構件166。相反地，分別第一及第二三級生長限制157、159之至少一部分可充當一級生長限制系統151之分別第一及第二一級連接構件162、164及/或二級生長限制系統152之至少一個二級連接構件166，且三級生長限制系統155之至少一個三級連接構件165可在一個實施例中充當分別第一及第二一級生長限制154、156中之一或多者及/或分別第一及第二二級生長限制158、160中之一或多者。或者及/或另外，一級及/或二級及/或三級生長限制可包含其他協同限制電極總成106之生長之結構。因此，分別一級及二級生長限制系統151、152及視情況三級生長限制系統155可共用組件及/或結構以對電極總成106之生長施加限制。 在一個實施例中，電極限制組108可包含諸如一級及二級生長限制及一級及二級連接構件之結構，其為在電池殼體104外部及/或內部之結構或可為電池殼體104自身之一部分。舉例而言，電極限制組108可包含結構組合，其包括電池殼體104以及其他結構組件。在一個此類實施例中，電池殼體104可為一級生長限制系統151及/或二級生長限制系統152之組分；換言之，在一個實施例中，電池殼體104單獨或與一或多個其他結構(在電池殼體104，例如一級生長限制系統151及/或二級生長限制系統152之內及/或外部)組合限制電極總成106在電極堆疊方向D上及/或在與堆疊方向D正交之第二方向上之生長。舉例而言，一級生長限制154、156及二級生長限制158、160中之一或多者可包含在電極總成內部之結構。在另一實施例中，一級生長限制系統151及/或二級生長限制系統152不包括電池殼體104，且除電池殼體104外，取而代之一或多個離散結構(在電池殼體104之內及/或外部)限制電極總成106在電極堆疊方向D上及/或在與堆疊方向D正交之第二方向上之生長。電極總成106可在能量儲存裝置100或具有電極總成106之二次電池之重複循環期間藉由電極限制組108限制在大於電極總成106之生長及/或腫脹所施加之壓力的壓力下。 在一個例示性實施例中，一級生長限制系統151在電池殼體104內包括一或多個離散結構，該電池殼體在具有陽極結構110作為電極總成106之一部分之二次電池102之重複循環後藉由施加超過陽極結構110在堆疊方向D上產生之壓力的壓力來限制陽極結構110在堆疊方向D上之生長。在另一例示性實施例中，一級生長限制系統151在電池殼體104內包括一或多個離散結構，該電池殼體在具有陰極結構112作為電極總成106之一部分之二次電池102之重複循環後藉由施加超過陽極結構112在堆疊方向D上產生之壓力的壓力來限制陰極結構112在堆疊方向D上之生長。二級生長限制系統152可類似地在電池殼體104內包括一或多個離散結構，該電池殼體在分別具有陽極或陰極結構110、112之二次電池102之重複循環後藉由施加超過陽極或陰極結構110、112分別在第二方向上產生之壓力的第二方向上之壓力來限制陽極結構110及陰極結構112中之至少一者在與堆疊方向D正交之第二方向上，諸如沿著垂直軸線(Z軸)之生長。 在又一實施例中，一級生長限制系統151之分別第一及第二一級生長限制154、156藉由在電極總成106之第一及第二縱向末端表面116、118上，意謂在縱向方向上施加超過第一及第二一級生長限制154、156在電極總成106之其他表面上施加之壓力的壓力來限制電極總成106之生長，該電極總成106將在與縱向方向正交之方向上，諸如沿著橫向軸線及/或垂直軸線之電極總成106之側表面142之相對的第一及第二區域。亦即，第一及第二一級生長限制154、156可在縱向方向(Y軸)上施加超過由此在與其正交之方向，諸如橫向(X軸)及垂直(Z軸)方向上產生之壓力的壓力。舉例而言，在一個此類實施例中，一級生長限制系統151用超過藉由一級生長限制系統151在垂直於堆疊方向D之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少3倍的壓力限制電極總成106在第一及第二縱向末端表面116、118上(亦即，在堆疊方向D上)之生長。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，一級生長限制系統151用超過藉由一級生長限制系統151在垂直於堆疊方向D之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少4倍的壓力限制電極總成106在第一及第二縱向末端表面116、118上(亦即，在堆疊方向D上)之生長。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，一級生長限制系統151用超過在垂直於堆疊方向D之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少5倍的壓力限制電極總成106在第一及第二縱向末端表面116、118上(亦即，在堆疊方向D上)之生長。 類似地，在一個實施例中，一級生長限制系統151之分別第一及第二二級生長限制158、160藉由在電極總成106之側表面142之第一及第二相反區域上，在與縱向方向正交之第二方向上，諸如分別沿著垂直軸線148、150 (亦即，在垂直方向上)之第一及第二相對的表面區域施加超過第一及第二二級生長限制158、160分別在將在與第二方向正交之方向上之電極總成106之其他表面上施加之壓力的壓力來限制電極總成106之生長。亦即，第一及第二二級生長限制158、160分別可在垂直方向(Z軸)上施加超過與其正交之方向，諸如橫向(X軸)及縱向(Y軸)方向上由此產生之壓力的壓力。舉例而言，在一個此類實施例中，二級生長限制系統152用超過藉由二級生長限制系統152在與其垂直之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少3倍的壓力限制電極總成106在分別第一及第二相對的表面區域148、150上(亦即，在垂直方向上)之生長。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，二級生長限制系統152用超過藉由二級生長限制系統152在與其垂直之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少4倍的壓力限制電極總成106在分別第一及第二相對的表面區域148、150上(亦即，在垂直方向上)之生長。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，二級生長限制系統152用超過在與其垂直之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少5倍的壓力限制電極總成106在分別第一及第二相對的表面區域148、150上(亦即，在垂直方向上)之生長。 在又一實施例中，三級生長限制系統155之分別第一及第二三級生長限制157、159藉由在電極總成106之側表面142之第一及第二相反區域上，在與縱向方向及第二方向正交之方向上，諸如分別沿著橫向軸線161、163 (亦即，在橫向方向上)之第一及第二相對的表面區域施加超過三級生長限制系統155在將在與橫向方向正交之方向上之電極總成106之其他表面上施加之壓力的壓力來限制電極總成106之生長。亦即，第一及第二三級生長限制157、159可分別在橫向方向(X軸)施加超過在與其正交之方向，諸如垂直(Z軸)及縱向(Y軸)方向上由此產生之壓力的壓力。舉例而言，在一個此類實施例中，三級生長限制系統155用超過在藉由三級生長限制系統155與其垂直之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少3倍的壓力限制電極總成106在第一及第二相對的表面區域144、146上(亦即，在橫向方向上)之生長。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，三級生長限制系統155用超過藉由三級生長限制系統155在與其垂直之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少4倍的壓力限制電極總成106在第一及第二相對的表面區域144、146上(亦即，在橫向方向上)之生長。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，三級生長限制系統155用超過在與其垂直之兩個方向之至少一個或甚至兩個上在電極總成106上維持之壓力至少5倍的壓力限制電極總成106在第一及第二相對的表面區域144、146上(亦即，在橫向方向上)之生長。 在一個實施例中，可包括一級生長限制系統151、二級生長限制系統152及視情況三級生長限制系統155之電極限制組108經配置以在電極總成106上沿著其兩個或多於兩個尺寸(例如沿著縱向及垂直方向，且視情況沿著橫向方向)施加壓力，其中沿著縱向方向，藉由電極限制組108施加之壓力大於藉由電極限制組108在與縱向方向(例如Z及X方向)正交之方向中之任一者上施加之任何壓力。亦即，當分別藉由構成電極限制組108之一級、二級及視情況三級生長限制系統151、152、155施加之壓力總計在一起時，在電極總成106上沿著縱向軸線施加超過在電極總成106上在與其正交之方向上施加之壓力的壓力。舉例而言，在一個此類實施例中，電極限制組108在第一及第二縱向末端表面116、118上(亦即，在堆疊方向D)施加超過藉由電極限制組108在電極總成106上在垂直於堆疊方向D之兩個方向之至少一個或甚至兩個上維持之壓力至少3倍的壓力。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極限制組108在第一及第二縱向末端表面116、118上(亦即，在堆疊方向D)施加超過藉由電極限制組108在電極總成106上在垂直於堆疊方向D之兩個方向之至少一個或甚至兩個上維持之壓力至少4倍的壓力。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極限制組108在第一及第二縱向末端表面116、118上(亦即，在堆疊方向D)施加超過在電極總成106上在垂直於堆疊方向D之兩個方向之至少一個或甚至兩個上維持之壓力至少5倍的壓力。 根據一個實施例，第一及第二縱向末端表面116、118分別具有小於整個電極總成106之總體表面積之預定量之組合表面積。舉例而言，在一個實施例中，電極總成106可具有對應於分別具有第一及第二縱向末端表面116、118及分別在末端表面116、118之間延伸之側表面142的矩形稜柱之幾何形狀，其構成電極總成106之其餘表面且具有X方向上之相對的表面區域144、146 (亦即，矩形稜柱之側表面)及Z方向上之相對的表面區域148、150 (亦即，矩形稜柱之頂表面及底表面，其中X、Y及Z為在分別對應於X、Y及Z軸之方向上量測之尺寸)。因此，總體表面積為側表面142 (亦即，X及Z上相對的表面144、146、148及150之表面積)所佔據之表面積加上分別第一及第二縱向末端表面116、118之表面積之總和。根據本發明之一個態樣，分別第一及第二縱向末端表面116、118之表面積之總和小於電極總成106之全部表面之表面積之33%。舉例而言，在一個此類實施例中，分別第一及第二縱向末端表面116、118之表面積之總和小於電極總成106之全部表面之表面積之25%。藉助於其他實例，在一個實施例中，分別第一及第二縱向末端表面116、118之表面積之總和小於電極總成之全部表面之表面積之20%。藉助於其他實例，在一個實施例中，分別第一及第二縱向末端表面116、118之表面積之總和小於電極總成之全部表面之表面積之15%。藉助於其他實例，在一個實施例中，分別第一及第二縱向末端表面116、118之表面積之總和小於電極總成之全部表面之表面積之10%。 在又一實施例中，電極總成106經配置以使得電極總成106在與堆疊方向(亦即，縱向方向)正交之平面中之投影之表面積小於電極總成106於其他正交平面上之投影之表面積。舉例而言，參考圖1A中所示之電極總成106實施例(例如矩形稜柱)，可見電極總成106於與堆疊方向正交之平面(亦即，X-Z平面)中之投影之表面積對應於LEA ×HEA 。類似地，電極總成106於Z-Y平面中之投影對應於WEA ×HEA ，且電極總成106於X-Y平面中之投影對應於LEA ×WEA 。因此，電極總成106經配置以使得堆疊方向與具有最小表面積之投影所處平面相交。因此，在圖2中之實施例中，安置電極總成106以使得堆疊方向與對應於HEA ×LEA 之最小表面積投影所處之X-Z平面相交。亦即，安置電極總成以使得具有最小表面積(例如HEA ×LEA )之投影與堆疊方向正交。 在又一實施例中，二次電池102可包含堆疊在一起以形成電極堆疊之複數個電極總成106且可藉由一或多個共用電極限制來限制。舉例而言，在一個實施例中，一級生長限制系統151及二級生長限制系統152中之一或多者之至少一部分可藉由複數個形成電極總成堆疊之電極總成106共用。藉助於其他實例，在一個實施例中，複數個形成電極總成堆疊之電極總成可藉由具有在堆疊之頂部電極總成106處之第一二級生長限制158及在堆疊之底部電極總成106處之第二二級生長限制160之二級生長限制系統152限制於垂直方向上，以使得複數個形成堆疊之電極總成106藉由共用二級生長限制系統限制於垂直方向上。類似地，亦可共用一級生長限制系統151之部分。因此，在一個實施例中，類似於上文所描述之單一電極總成，電極總成106之堆疊在與堆疊方向(亦即，縱向方向)正交之平面中之投影之表面積小於電極總成106之堆疊於其他正交平面上之投影之表面積。亦即，複數個電極總成106可經配置以使得堆疊方向(亦即，縱向方向)相交且與具有電極總成堆疊之所有其他正交投影中最小的電極總成106之堆疊之投影的平面正交。 根據一個實施例，電極總成106進一步包含陽極結構110，其經配置以使得陽極結構110於與堆疊方向(亦即，縱向方向)正交之平面中之投影之表面積大於電極結構100於其他正交平面上之投影之表面積。舉例而言，參考如圖1A及圖7中所示之實施例，陽極110可各自理解為具有在橫向方向上量測之長度LA 、在縱向方向上量測之寬度WA 及在垂直方向上量測之高度HA 。如圖1A及圖7中所示之X-Z平面中之投影因此具有表面積LA ×HA ，Y-Z平面中之投影具有表面積WA ×HA ，且XY平面中之投影具有表面積LA ×WA。其中，對應於具有最大表面積之投影之平面為經選擇以與堆疊方向正交之平面。類似地，陽極110亦可經配置以使得陽極活性材料層132於與堆疊方向正交之平面中之投影之表面積大於電極活性材料層於其他正交平面上之投影之表面積。舉例而言，在圖1A及圖7中所示之實施例中，陽極活性材料層可具有在橫向方向上量測之長度LAA 、在縱向方向上量測之寬度WAA 及在垂直方向上量測之高度HAA ，可計算投影之表面積(在陽極結構及/或陽極活性材料層132之尺寸沿著一或多個軸線改變的情況下，LA 、LAA 、WA 、WAA 、HA 及HAA 亦可對應於此等尺寸之最大值)。在一個實施例中，藉由安置陽極結構110以使得具有陽極結構110及/或陽極活性材料層132之最高投影表面積之平面與堆疊方向正交，可獲得構造，其中具有陽極活性材料之最大表面積之陽極結構110之表面面向載體離子之行進方向，且因此歸因於嵌入及/或摻合，在充電與放電狀態之間循環期間經歷最大生長。 在一個實施例中，陽極結構110及電極總成106可經配置以使得陽極結構110及/或陽極活性材料層132之最大表面積投影及電極總成106之最小表面積投影同時在與堆疊方向正交之平面中。舉例而言，在如圖1A及圖7中所示之情況下，當陽極活性材料層132之X-Z平面中之陽極活性材料層132之投影(LAA ×HAA )最高時，相對於電極總成之最小表面積投影(LEA ×HEA )安置陽極結構110及/或陽極活性材料層132，兩個投影之此類投影平面與堆疊方向正交。亦即，具有陽極結構110及/或陽極活性材料之最大表面積投影之平面與具有電極總成106之最小表面積投影之平面平行(及/或在相同平面中)。以此方式，根據一個實施例，最可能經歷最高體積生長之陽極結構之表面，亦即，具有最高含量之陽極活性材料層之表面及/或在二次電池充電/放電期間與載體離子之行進方向相交(例如與其正交)之表面面向具有最低表面積之電極總成106之表面。提供此類構造之優勢可為用於限制此最大方向上之生長，例如沿著縱向軸線之生長限制系統可藉由相比於電極總成106之其他表面之面積自身具有相對較小表面積之生長限制實施，由此減少實施限制系統以限制電極總成生長所需之體積。 在一個實施例中，限制系統108佔據電極總成106及限制系統108之組合體積之相對較低體積%。亦即，電極總成106可理解為具有藉由其外表面限定之體積(亦即，位移體積)，亦即藉由第一及第二縱向末端表面116、118及連接末端表面之側表面42包圍之體積。在電極總成106外部(亦即，在縱向末端表面116、118及側表面外部)之限制系統108之部分(諸如在第一及第二一級生長限制154、156位於電極總成106之縱向末端117、119處之情況下)及第一及第二二級生長限制158、160在側表面142之相對末端處，限制系統108之部分類似地佔據對應於限制系統部分之位移體積之體積。因此，在一個實施例中，可包括一級生長限制系統151之外部部分(亦即，第一及第二一級生長限制154、156及至少一個為其外部或外部部分之一級連接構件中之任一者)以及二級生長限制系統152之外部部分(亦即，第一及第二二級生長限制158、160及至少一個為外部或其外部部分之二級連接構件中之任一者)之電極限制組108之外部部分佔據不超過電極總成106及電極限制組108之外部部分之全部組合體積之80%。藉助於其他實例，在一個實施例中，電極限制組之外部部分佔據不超過電極總成106及電極限制組之外部部分之全部組合體積之60%。藉助於又另一實施例，在一個實施例中，電極限制組106之外部部分佔據不超過電極總成106及電極限制組之外部部分之全部組合體積之40%。藉助於又另一實施例，在一個實施例中，電極限制組106之外部部分佔據不超過電極總成106及電極限制組之外部部分之全部組合體積之20%。在又一實施例中，一級生長限制系統151之外部部分(亦即，第一及第二一級生長限制154、156及至少一個為外部或其外部部分之一級連接構件中之任一者)佔據不超過電極總成106及一級生長限制系統151之外部部分之全部組合體積之40%。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151之外部部分佔據不超過電極總成106及一級生長限制系統151之外部部分之全部組合體積之30%。藉助於又另一實施例，在一個實施例中，一級生長限制系統151之外部部分佔據不超過電極總成106及一級生長限制系統151之外部部分之全部組合體積之20%。藉助於又另一實施例，在一個實施例中，一級生長限制系統151之外部部分佔據不超過電極總成106及一級生長限制系統151之外部部分之全部組合體積之10%。在又一實施例中，二級生長限制系統152之外部部分(亦即，第一及第二二級生長限制158、160及至少一個為外部或其外部部分之二級連接構件中之任一者)佔據不超過電極總成106及二級生長限制系統152之外部部分之全部組合體積之40%。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152之外部部分佔據不超過電極總成106及二級生長限制系統152之外部部分之全部組合體積之30%。藉助於又一實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152之外部部分佔據不超過電極總成106及二級生長限制系統152之外部部分之全部組合體積之20%。藉助於又一實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152之外部部分佔據不超過電極總成106及二級生長限制系統152之外部部分之全部組合體積之10%。 根據一個實施例，陽極及陰極群之構件於第一及第二縱向末端表面116、118上之投影包圍第一及第二投影區域2002a、2002b。一般而言，第一及第二投影區域2002a、2002b將典型地分別包含顯著分數之第一及第二縱向末端表面122、124之表面積。舉例而言，在一個實施例中，第一及第二投影區域各自分別包含至少第一及第二縱向末端表面之表面積之50%。藉助於其他實例，在一個此類實施例中第一及第二投影區域各自分別包含至少第一及第二縱向末端表面之表面積之75%。藉助於其他實例，在一個此類實施例中第一及第二投影區域各自分別包含至少第一及第二縱向末端表面之表面積之90%。 在某些實施例中，電極總成106之縱向末端表面116、118將在顯著壓縮負荷下。舉例而言，在一些實施例中，電極總成106之縱向末端表面116、118中之每一者將在至少0.7 kPa之壓縮負荷下(例如分別縱向末端表面中之每一者之全部表面積取平均值)。舉例而言，在一個實施例中，電極總成106之縱向末端表面116、118中之每一者將在至少1.75 kPa之壓縮負荷下(例如分別縱向末端表面中之每一者之全部表面積取平均值)。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106之縱向末端表面116、118中之每一者將在至少2.8 kPa之壓縮負荷下(例如分別縱向末端表面中之每一者之全部表面積取平均值)。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106之縱向末端表面116、118中之每一者將在至少3.5 kPa之壓縮負荷下(例如分別縱向末端表面中之每一者之全部表面積取平均值)。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106之縱向末端表面116、118中之每一者將在至少5.25 kPa之壓縮負荷下(例如分別縱向末端表面中之每一者之全部表面積取平均值)。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106之縱向末端表面116、118中之每一者將在至少7 kPa之壓縮負荷下(例如分別縱向末端表面中之每一者之全部表面積取平均值)。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，電極總成106之縱向末端表面116、118中之每一者將在至少8.75 kPa之壓縮負荷下(例如分別縱向末端表面中之每一者之全部表面積取平均值)。一般而言，然而，電極總成106之縱向末端表面116、118將在不超過約10 kPa之壓縮負荷下(例如分別縱向末端表面中之每一者之全部表面積取平均值)。與電極及相反電極群之構件於縱向末端表面上之投影一致的電極總成之縱向末端表面之區域(亦即，投影表面區域)亦可在上述壓縮負荷下(如分別各投影表面區域之全部表面積取平均值)。在前述例示性實施例中之每一者中，當具有電極總成106之能量儲存裝置100充電至其額定容量之至少約80%時，電極總成106之縱向末端表面116、118將經受此類壓縮負荷。 根據一個實施例，二級生長限制系統152能夠藉由施加預定值之限制力且在無生長限制過度歪斜之情況下限制電極總成106在垂直方向(Z方向)上之生長。舉例而言，在一個實施例中，二級生長限制系統152可藉由將大於1000 psi之限制力及小於0.2 mm/m之歪斜施加至相對的垂直區域148、150上來限制電極總成106在垂直方向上之生長。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可藉由以小於5%位移及小於0.2 mm/m之歪斜將小於或等於10,000 psi之限制力施加至相對的垂直區域148、150上來限制電極總成106在垂直方向上之生長。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可藉由以小於3%位移及小於0.2 mm/m之歪斜將小於或等於10,000 psi之限制力施加至相對的垂直區域148、150上來限制電極總成106在垂直方向上之生長。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可藉由以小於1%位移及小於0.2 mm/m之歪斜將小於或等於10,000 psi之限制力施加至相對的垂直區域148、150上來限制電極總成106在垂直方向上之生長。藉助於其他實例，在一個實施例中，二級生長限制系統152可藉由在50次電池循環之後以小於15%位移及小於0.2 mm/m之歪斜將小於或等於10,000 psi之限制力施加至垂直方向上之相對的垂直區域148、150來限制電極總成106在垂直方向上之生長。藉助於其他實例，在一個實施例中，在150次電池循環之後，二級生長限制系統152可藉由以小於5%位移及小於0.2 mm/m之歪斜將小於或等於10,000 psi之限制力施加至相對的垂直區域148、150上來限制電極總成106在垂直方向上之生長。 現參看圖6D，展示具有電極限制組108之電極總成106之實施例，其具有沿著如圖1B中所示之線A-A'獲取之橫截面。在圖6D中所示之實施例中，一級生長限制系統151可分別在電極總成106之縱向末端表面116、118處包含第一及第二一級生長限制154、156，且二級生長限制系統152在電極總成106之側表面142之相對的第一及第二表面區域148、150處包含第一及第二二級生長限制158、160。根據此實施例，第一及第二一級生長限制154、156可充當至少一個二級連接構件166以連接第一及第二二級生長限制158、160且維持生長限制在與縱向方向正交之第二方向(例如垂直方向)上彼此拉伸。然而，另外及/或替代地，二級生長限制系統152可包含至少一個位於除電極總成106之縱向末端表面116、118外之區域處之二級連接構件166。此外，至少一個二級連接構件166可理解為充當在電極總成之縱向末端116、118內部且可與另一內部一級生長限制及/或電極總成106之縱向末端116、118處之一級生長限制結合起作用以限制生長的第一及第二一級生長限制154、156中之至少一者。參考圖6D中所示之實施例，可提供分別沿著遠離電極總成106之第一及第二縱向末端表面116、118，諸如朝向電極總成106之中心區域之縱向軸線間隔開的二級連接構件166。二級連接構件166可分別在電極總成末端表面116、118之內部位置處連接第一及第二二級生長限制158、160且可在拉力下在該位置處之二級生長限制158、160之間。在一個實施例中，除在電極總成末端表面116、118處提供一或多個二級連接構件166，諸如亦在縱向末端表面116、118處充當一級生長限制154、156之二級連接構件166外，亦提供在末端表面116、118之內部位置處連接二級生長限制158、160之二級連接構件166。在另一實施例中，二級生長限制系統152包含分別與第一及第二二級生長限制158、160連接在與縱向末端表面116、118間隔開之內部位置處之一或多個二級連接構件166，其中二級連接構件166在或不在縱向末端表面116、118處。內部二級連接構件166亦可理解為充當根據一個實施例之第一及第二一級生長限制154、156。舉例而言，在一個實施例中，內部二級連接構件166中之至少一者可包含如下文進一步詳細描述之陽極或陰極結構110、112之至少一部分。 更具體言之，相對於圖6D中所示之實施例，二級生長限制系統152可包括上覆於電極總成106之側表面142之上部區域148上之第一二級生長限制158及上覆於電極總成106之側表面142之下部區域150上之相對的第二二級生長限制160，第一及第二二級生長限制158、160在垂直方向上(亦即，沿著Z軸)彼此分隔開。另外，二級生長限制系統152可進一步包括至少一個與電極總成106之縱向末端表面116、118間隔開之內部二級連接構件166。內部二級連接構件166可與Z軸平行對準且分別連接第一及第二二級生長限制158、160以維持生長限制彼此拉伸且形成二級限制系統152之至少一部分。在一個實施例中，在具有電極總成106之能量儲存裝置100或二次電池102之重複充電及/或放電期間，單獨或與二級連接構件166一起位於電極總成106之縱向末端表面116、118處之至少一個內部二級連接構件166可在拉力下在垂直方向上(亦即，沿著Z軸)之第一與第二生長限制158、160之間，以減少電極總成106在垂直方向上之生長。此外，在如圖5中所示之實施例中，電極限制組108進一步包含分別在電極總成106之縱向末端117、119處具有第一及第二一級生長限制154、156、在電極總成106之分別上部及下部側表面區域148、150處分別藉由第一及第二一級連接構件162、164連接的一級生長限制系統151。在一個實施例中，二級內部連接構件166可自身理解為分別與第一及第二一級生長限制154、156中之一或多者共同作用以對位於縱向方向上電極總成106之二級內部連接構件166與縱向末端117、119之間的電極總成106 (第一及第二一級生長限制154、156可分別位於其中)之各部分施加限制壓力。 在一個實施例中，一級生長限制系統151及二級生長限制系統152中之一或多者包括分別第一及第二一級生長限制154、156及/或分別第一及第二二級生長限制158、160，其包括複數個限制構件。亦即，一級生長限制154、156及/或二級生長限制158、160中之每一者可為單個單式構件，或複數個構件可用於構成生長限制中之一或多者。舉例而言，在一個實施例中，第一及第二二級生長限制158、160分別可包含單個分別沿著電極總成側表面142之上部及下部表面區域148、150延伸之限制構件。在另一實施例中，第一及第二二級生長限制158、160分別包含複數個跨過側表面之相對的表面區域148、150延伸之構件。類似地，一級生長限制154、156亦可由複數個構件製成，或可各自在各電極總成縱向末端117、119處包含單個單式構件。為維持一級生長限制154、156與二級生長限制158、160中之每一者之間的拉力，提供連接構件(例如162、164、165、166)以將一個或複數個包含生長限制之構件以對生長限制之間的電極總成106施加壓力的方式連接至相對的生長限制構件。 在一個實施例中，二級生長限制系統152之至少一個二級連接構件166分別與第一及第二二級生長限制158、160形成接觸區域168、170，以維持生長限制彼此拉伸。接觸區域168、170為至少一個二級連接構件166之末端172、174處之表面分別觸摸及/或接觸第一及第二二級生長限制158、160，諸如至少一個二級連接構件166之末端之表面分別黏著或膠合至第一及第二二級生長限制158、160所處之彼等區域。接觸區域168、170可在各末端172、174處且可延伸跨過第一及第二二級生長限制158、160之表面區域以提供其間的良好接觸。接觸區域168、170提供在縱向方向(Y軸)上在第二連接構件166與生長限制158、160之間的接觸，且接觸區域168、170亦可延伸至橫向方向(X軸)上以提供良好接觸及連接，從而維持第一及第二二級生長限制158、160彼此拉伸。在一個實施例中，根據縱向方向上之電極總成106之WEA ，接觸區域168、170提供至少1%之具有生長限制158、160之縱向方向(Y軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域(例如所有區域168之總和及所有區域170之總和)之比率。舉例而言，在一個實施例中，根據縱向方向上之電極總成106之WEA ，具有生長限制158、160之縱向方向(Y軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率為至少2%。藉助於其他實例，在一個實施例中，根據縱向方向上之電極總成106之WEA ，具有生長限制158、160之縱向方向(Y軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率為至少5%。藉助於其他實例，在一個實施例中，根據縱向方向上之電極總成106之WEA ，具有生長限制158、160之縱向方向(Y軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率為至少10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，根據縱向方向上之電極總成106之WEA ，具有生長限制158、160之縱向方向(Y軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率為至少25%。藉助於其他實例，在一個實施例中，根據縱向方向上之電極總成106之WEA ，具有生長限制158、160之縱向方向(Y軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率為至少50%。一般而言，根據縱向方向上之電極總成106之WEA ，具有生長限制158、160之縱向方向(Y軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率將為小於100%，諸如小於90%，且甚至小於75%，因為一或多個連接構件166典型地並不具有延伸跨過整個縱向軸線之接觸區域168、170。然而，在一個實施例中，具有生長限制158、160之二級連接構件166之接觸區域168、170可延伸跨過橫向軸線(X軸)之顯著部分，且可甚至延伸跨過橫向方向上之電極總成106之整個LEA 。舉例而言，根據橫向方向上之電極總成106之LEA ，具有生長限制158、160之橫向方向(X軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域(例如所有區域168之總和及所有區域170之總和)之比率可為至少約50%。藉助於其他實例，根據橫向方向(X軸)上之電極總成106之LEA ，具有生長限制158、160之橫向方向(X軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率可為至少約75%。藉助於其他實例，根據橫向方向(X軸)上之電極總成106之LEA ，具有生長限制158、160之橫向方向(X軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率可為至少約90%。藉助於其他實例，根據橫向方向(X軸)上之電極總成106之LEA ，具有生長限制158、160之橫向方向(X軸)上之一或多個二級連接構件166之全部接觸區域之比率可為至少約95%。 根據一個實施例，一或多個二級連接構件166與分別第一及第二二級生長限制158、160之間的接觸區域168、170足夠大以在具有電極總成106之能量儲存裝置100或二次電池102循環期間在生長限制158、160之間提供充分的保持及拉力。舉例而言，接觸區域168、170可與各生長限制158、160形成接觸區域，其構成電極總成106之側表面142之表面積之至少2%，諸如電極總成106之側表面142之表面積之至少10%，且甚至電極總成106之側表面142之表面積之至少20%。藉助於其他實例，接觸區域168、170可與各生長限制158、160形成接觸區域，其構成電極總成106之側表面142之表面積之至少35%，且甚至電極總成106之側表面142之表面積之至少40%。舉例而言，對於具有分別上部及下部相對表面區域148、150之電極總成106，至少一個二級連接構件166可與生長限制158、160沿著分別上部及下部相對表面區域148、150之表面積之至少5%，諸如沿著分別上部及下部相對表面區域148、150之表面積之至少10%，且甚至分別上部及下部相對表面區域148、150之表面積之至少20%形成接觸區域168、170。藉助於其他實例，對於具有分別上部及下部相對表面區域148、150之電極總成106，至少一個二級連接構件166可與生長限制158、160沿著分別上部及下部相對表面區域148、150之表面積之至少40%，諸如沿著分別上部及下部相對表面區域148、150之表面積之至少50%形成接觸區域168、170。藉由在至少一個連接構件166與生長限制158、160之間形成接觸(相對於電極總成106之全部表面積構成最小表面積)，可在生長限制158、160之間提供恰當的拉力。此外，根據一個實施例，可藉由單一二級連接構件166提供接觸區域168、170，或全部接觸區域可為複數個二級連接構件166，諸如一個或複數個位於電極總成106之縱向末端117、119處之二級連接構件166及/或一個或複數個與電極總成106之縱向末端117、119間隔開之內部二級連接構件166提供的多個接觸區域168、170之總和。 另外，在一個實施例中，分別一級及二級生長限制系統151、152(及視情況三級生長限制系統)能夠限制電極總成106在縱向方向及與縱向方向正交之第二方向，諸如垂直方向(Z軸)兩者上(且視情況在第三方向上，諸如沿著X軸)之生長，以限制電極總成之體積生長%。 在某些實施例中，一級及二級生長限制系統151、152中之一或多者分別包含其中具有孔隙之構件，諸如由多孔材料製成之構件。舉例而言，參見描繪電極總成106上之二級生長限制158之俯視圖之圖8，二級生長限制158可包含准許電解質通過以便進入至少部分地被二級生長158覆蓋之電極總成106之孔隙176。在一個實施例中，第一及第二二級生長限制158、160分別在其中具有孔隙176。在另一實施例中，分別第一及第二一級生長限制154、156及分別第一及第二二級生長限制158、160中之每一者在其中具有孔隙176。在又一實施例中，分別第一及第二二級生長限制158、160中僅一個或僅一部分在其中含有孔隙。在另一實施例中，分別第一及第二一級連接構件162、164及至少一個二級連接構件166中之一或多者在其中含有孔隙。提供孔隙176可為有利的，例如當能量儲存裝置100或二次電池102在電池殼體104中含有複數個堆疊在一起之電極總成106以准許電解質在例如如圖9中描繪之實施例中所示之二次電池102中之不同電極總成106之間流動時。舉例而言，在一個實施例中，分別構成一級及二級生長限制系統151、152之至少一部分之多孔構件可具有至少0.25之空隙分數。藉助於其他實例，在一些實施例中，分別構成一級及二級生長限制系統151、152之至少一部分之多孔構件可具有至少0.375之空隙分數。藉助於其他實例，在一些實施例中，分別構成一級及二級生長限制系統151、152之至少一部分之多孔構件可具有至少0.5之空隙分數。藉助於其他實例，在一些實施例中，分別構成一級及二級生長限制系統151、152之至少一部分之多孔構件可具有至少0.625之空隙分數。藉助於其他實例，在一些實施例中，分別構成一級及二級生長限制系統151、152之至少一部分之多孔構件可具有至少0.75之空隙分數。 在一個實施例中，可藉由將一級生長限制系統151之組件黏著、黏結及/或膠合中之至少一者至二級生長限制系統152之組件來組裝且固定電極限制組108以限制電極總成106之生長。舉例而言，一級生長限制系統151之組件可膠合、焊接、黏結或以其他方式黏著且固定至二級生長限制系統152之組件上。舉例而言，如圖6A中所示，第一及第二一級生長限制154、156可分別黏著至分別第一及第二一級連接構件162、164，其亦可分別充當第一及第二二級生長限制158、160。相反地，第一及第二二級生長限制158、150可分別黏著至至少一個二級連接構件166，其分別用作第一及第二一級生長限制154、156中之至少一者，諸如在電極總成106之縱向末端117、119處之生長限制。參見圖6D，第一及第二二級生長限制158、160分別亦可黏著至至少一個二級連接構件166，其為與縱向末端117、119間隔開之內部連接構件166。在一個實施例中，藉由使一級及二級生長限制系統151、152之部分分別彼此固定，可提供電極總成106生長之協同限制。限制系統子結構 根據一個實施例，如上文所論述，第一及第二二級生長限制158、160中之一或多者可分別經由為電極總成106之內部結構之一部分，諸如陽極110及/或陰極結構112之一部分的二級連接構件166連接在一起。在一個實施例中，藉由經由電極總成106內之結構提供限制之間的連接，可實現充分補償陽極結構110生長所產生之應變之緊密限制結構。舉例而言，在一個實施例中，藉由經由為陽極110或陰極結構112之一部分之連接構件166連接而彼此拉伸，第一及第二二級生長限制158、160可分別限制在與縱向方向正交之方向，諸如垂直方向上之生長。在另一實施例中，陽極結構110之生長可藉由經由用作二級連接構件166之陰極結構112連接二級生長限制158、160來計數。 一般而言，在某些實施例中，一級生長限制系統151及二級生長限制系統152之組件可分別在電極總成106內連接至陽極110及/或陰極結構112，且二級生長限制系統152之組件亦可分別在電極總成106內實施為陽極110及/或陰極結構112，從而不僅提供有效限制且亦更有效地利用電極總成106之體積，而不過度提高具有電極總成106之能量儲存裝置110或二次電池102之尺寸。舉例而言，在一個實施例中，一級生長限制系統151及/或二級生長限制系統152可連接至一或多個陽極結構110。藉助於其他實例，在一個實施例中，一級生長限制系統151及/或二級生長限制系統152可連接至一或多個陰極結構112。藉助於其他實例，在某些實施例中，至少一個二級連接構件166可實施為陽極結構群110。藉助於其他實例，在某些實施例中，至少一個二級連接構件166可實施為陰極結構群112。 現參看圖7，為了參考，展示具有垂直軸線(Z軸)、縱向軸線(Y軸)及橫向軸線(X軸)之笛卡爾座標系統(Cartesian coordinate system)；其中X軸在離開頁面時定向；且如上文所描述之堆疊方向D之指定與Y軸同向平行。更具體言之，圖7展示沿著如電極限制組108之圖1B中之線A-A'之橫截面，其包括一級生長限制系統151之一個實施例及二級生長限制系統152之一個實施例。一級生長限制系統151包括如上文所描述之第一一級生長限制154及第二一級生長限制156及如上文所描述之第一一級連接構件162及第二一級連接構件164。二級生長限制系統152包括實施為陽極結構群110及/或陰極結構群112之第一二級生長限制158、第二二級生長限制160及至少一個二級連接構件166；因此，在此實施例中，至少一個二級連接構件166、陽極結構110及/或陰極結構112可理解為可互換的。此外，隔板130亦可形成二級連接構件166之一部分。另外，在此實施例中，第一一級連接構件162及第一二級生長限制158為可互換的，如上文所描述。另外，在此實施例中，第二一級連接構件164及第二二級生長限制160為可互換的，如上文所描述。更具體言之，圖7中說明對應於具有第一二級生長限制158及第二二級生長限制160之陽極110或陰極結構112之二級連接構件166之沖洗連接之一個實施例。沖洗連接可進一步包括第一二級生長限制158與二級連接構件166之間的膠合層182及第二二級生長限制160與二級連接構件166之間的膠合層182。膠合層182將第一二級生長限制158貼附至二級連接構件166，且將第二二級生長限制160貼附至二級連接構件166。 此外，可以複數個可接合在一起以形成單一構件之區段1088或部件形式提供第一及第二一級生長限制154、156、第一及第二一級連接構件162、164、第一及第二二級生長限制158、160及至少一個二級連接構件166中之一或多者。舉例而言，如實施例中所示，如圖7中所說明，以形成定位於朝向電極總成106之縱向末端117、119之主要中部區段1088a及第一及第二末端區段1088b形式，提供第一二級生長限制158，其中中部區段1088a藉由提供以連接區段1088之連接部分1089，諸如可互連以使區段1088彼此接合之鏈段1088中形成之凹槽而連接至各第一及第二末端區段1088b。可類似地以可連接在一起以形成限制之複數個區段1088形式提供第二二級生長限制160，如圖7中所示。在一個實施例中，亦可以可經由諸如凹槽之連接部分連接在一起以形成完整構件之複數個區段1088形式提供二級生長限制158、160、至少一個一級連接構件162及/或至少一個二級連接構件166中之一或多者。根據一個實施例，經由凹槽或其他連接部分將區段1088連接在一起可提供當區段連接時由複數個區段形成之構件之預拉緊。 在一個實施例中，圖7中進一步說明陽極群110之構件，其具有陽極活性材料層132、離子多孔陽極集電器136及支撐陽極活性材料層132及陽極集電器136之陽極主結構134。類似地，在一個實施例中，圖7中說明陰極群112之構件，其具有陰極活性材料層138、陰極集電器140及支撐陰極活性材料層138及陰極集電器140之陰極主結構141。 儘管本文已說明及描述陽極群110之構件包括直接鄰近陽極主結構134之陽極活性材料層132及直接鄰近且有效地包圍陽極主結構134及陽極活性材料層132之陽極集電器136，熟習此項技術者將瞭解已涵蓋陽極群110之其他配置。舉例而言，在一個實施例中(未示出)，陽極群110可包括直接鄰近陽極集電器136之陽極活性材料層132及直接鄰近陽極主結構134之陽極集電器136。換言之，陽極主結構134可有效地由陽極集電器136包圍，其具有側接且直接鄰近陽極集電器136之陽極活性材料層132。如熟習此項技術者將瞭解，陽極群110及/或陰極群112之任何適合的構造可適用於本文所描述之本發明主題，只要陽極活性材料層132經由隔板130與陰極活性材料層138分隔開即可。此外，若其位於陽極活性材料層132與隔板130之間，則陽極集電器136需要為離子可滲透的；且若其位於陰極活性材料層138與隔板130之間，則陰極集電器140需要為離子可滲透的。 為便於說明，僅描繪陽極群110之三個構件及陰極群112之四個構件；然而，實際上，使用本文中本發明主題之能量儲存裝置100或二次電池102可視如上文所描述之能量儲存裝置100或二次電池102之應用而定，包括陽極110及陰極112群之額外構件。另外，圖7中說明使陽極活性材料層132與陰極活性材料層138電絕緣之微孔隔板130。 此外，為分別連接第一及第二二級生長限制158、160，限制158、160可藉由適合的構件，諸如藉由如所示之膠合，或者藉由焊接，諸如藉由焊接至集電器136、140而連接至至少一個連接構件166。舉例而言，藉由黏著、膠合、黏結、焊接及其類似方式中之至少一者，第一及/或第二二級生長限制158、160可分別連接至對應於陽極結構110及/或陰極結構112中之至少一者，諸如分別陽極及/或陰極主結構134、141，分別陽極及/或陰極集電器136、140中之至少一者之二級連接構件166。根據一個實施例，第一及/或第二二級生長限制158、160可分別藉由將第一及/或第二二級生長限制158、160分別機械按壓至一或多個二級連接構件166之末端，諸如陽極100及/或陰極結構112之群體之末端，同時使用膠合劑或其他黏著材料使陽極110及/或陰極結構112之一或多個末端黏著至分別第一及/或第二二級生長限制158、160中之至少一者，而連接至二級連接構件166。陽極結構群 再次參看圖7，陽極結構群110之各構件亦可包括鄰近第一二級生長限制158之頂部1052、鄰近第二二級生長限制160之底部1054及包圍與Z軸平行之垂直軸線AES (未標記)之側表面(未標記)，側表面連接頂部1052及底部1054。陽極結構110進一步包括長度LA 、寬度WA 及高度HA 。長度LA 藉由側表面限定且沿著X軸量測。寬度WA 藉由側表面限定且沿著Y軸量測，且高度HA 沿著垂直軸線AES 或Z軸自頂部1052至底部1054量測。 陽極群110之構件之LA 將視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陽極群110之構件將典型地具有約5 mm至約500 mm範圍內之LA 。舉例而言，在一個此類實施例中，陽極群110之構件具有約10 mm至約250 mm之LA 。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陽極群110之構件具有約20 mm至約100 mm之LA 。 陽極群110之構件之WA 將亦視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陽極群110之各構件將典型地具有約0.01 mm至2.5 mm範圍內之WA 。舉例而言，在一個實施例中，陽極群110之各構件之WA 將在約0.025 mm至約2 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極群110之各構件之WA 將在約0.05 mm至約1 mm範圍內。 陽極群110之構件之HA 將亦視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陽極群110之構件將典型地具有約0.05 mm至約10 mm範圍內之HA 。舉例而言，在一個實施例中，陽極群110之各構件之HA 將在約0.05 mm至約5 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極群110之各構件之HA 將在約0.1 mm至約1 mm範圍內。 在另一實施例中，陽極結構群110之各構件可包括具有與Z軸平行之垂直軸線AESB 之陽極結構主結構134。陽極結構主結構134亦可包括圍繞垂直軸線AESB 包圍陽極結構主結構134之陽極活性材料層132。換言之，陽極結構主結構134為陽極活性材料層132提供機械穩定性，且可為一級生長限制系統151及/或二級限制系統152提供連接點。在某些實施例中，陽極活性材料層132在將載體離子嵌入陽極活性材料層132中後膨脹，且在載體離子自陽極活性材料層132離開後收縮。陽極結構主結構134亦可包括鄰近第一二級生長限制158之頂部1056、鄰近第二二級生長限制160之底部1058及包圍垂直軸線AESB 且連接頂部1056及底部1058之側表面(未標記)。陽極結構主結構134進一步包括長度LESB 、寬度WESB 及高度HESB 。長度LESB 藉由側表面限定且沿著X軸量測。寬度WESB 藉由側表面限定且沿著Y軸量測，且高度HESB 沿著Z軸自頂部1056至底部1058量測。 陽極結構主結構134之LESB 將視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陽極結構主結構134將典型地具有約5 mm至約500 mm範圍內之LESB 。舉例而言，在一個此類實施例中，陽極結構主結構134將具有約10 mm至約250 mm之LESB 。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陽極結構主結構134將具有約20 mm至約100 mm之LESB 。根據一個實施例，陽極結構主結構134可為充當至少一個連接構件166之陽極結構110之子結構。 陽極結構主結構134之WESB 將亦視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，各陽極結構主結構134將典型地具有至少1微米之WESB 。舉例而言，在一個實施例中，各陽極結構主結構134之WESB 實質上可為較厚的，但一般將不具有超過500微米之厚度。藉助於其他實例，在一個實施例中，各陽極結構主結構134之WESB 將在約1至約50微米範圍內。 陽極結構主結構134之HESB 將亦視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陽極結構主結構134將典型地具有至少約50微米，更典型地至少約100微米之HESB 。另外，一般而言，陽極結構主結構134將典型地具有不超過約10,000微米，且更典型地不超過約5,000微米之HESB 。舉例而言，在一個實施例中，各陽極結構主結構134之HESB 將在約0.05 mm至約10 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，各陽極結構主結構134之HESB 將在約0.05 mm至約5 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，各陽極結構主結構134之HESB 將在約0.1 mm至約1 mm範圍內。 視應用而定，陽極結構主結構134可為導電或絕緣的。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構主結構134可為導電的且可包括用於陽極活性材料132之陽極集電器136。在一個此類實施例中，陽極結構主結構134包括具有至少約103 西門子/cm之電導率之陽極集電器136。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陽極結構主結構134包括具有至少約104 西門子/cm之電導率之陽極集電器136。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陽極結構主結構134包括具有至少約105 西門子/cm之電導率之陽極集電器136。在其他實施例中，陽極結構主結構134為相對非導電的。舉例而言，在一個實施例中，陽極結構主結構134具有小於10西門子/cm之電導率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構主結構134具有小於1西門子/cm之電導率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極結構主結構134具有小於10-1 西門子/cm之電導率。 在某些實施例中，陽極結構主結構134可包括可成形之任何材料，諸如金屬、半導體、有機物、陶瓷及玻璃。舉例而言，在某些實施例中，材料包括半導體材料，諸如矽及鍺。或者，然而，基於碳之有機材料或金屬，諸如鋁、銅、鎳、鈷、鈦及鎢亦可併入至陽極結構主結構134中。在一個例示性實施例中，陽極結構主結構134包含矽。舉例而言，矽可為單晶矽、多晶矽、非晶矽或其組合。 在某些實施例中，陽極活性材料層132可具有至少一微米之厚度。典型地，然而，陽極活性材料層132厚度典型地將不超過200微米。舉例而言，在一個實施例中，陽極活性材料層132可具有約1至50微米之厚度。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料層132可具有約2至約75微米之厚度。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料層132可具有約10至約100微米之厚度。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料層132可具有約5至約50微米之厚度。 在某些實施例中，陽極集電器136包括離子可滲透導體材料，其具有足夠的載體離子之離子滲透性以促進載體離子自隔板130移動至陽極活性材料層132，且具有足夠的電導率以使得其能夠充當集電器。安置於陽極活性材料層132與隔板130之間的陽極集電器136可藉由將電流自陽極集電器136分配跨過陽極活性材料層132之表面來促進更均勻的載體離子傳送。此轉而可促進載體離子更均勻的嵌入及離開且從而在循環期間減少陽極活性材料層132中之應力；因為陽極集電器136將電流分配至面對隔板130之陽極活性材料層132之表面，在載體離子濃度最大之情況下，陽極活性材料層132對載體離子之反應性將最大。 陽極集電器136包括為離子及電傳導性之離子可滲透導體材料。換言之，陽極集電器136具有有助於載體離子在離子可滲透導體層之一個側面上之緊鄰陽極活性材料層132與電化學堆疊或電極總成106中之陽極集電器136之另一側面上之緊鄰隔板層130之間移動之厚度、電導率及載體離子之離子導電率。在相對基礎上，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136具有大於其離子傳導之電子傳導。舉例而言，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率將典型地分別為至少1,000:1。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率分別為至少5,000:1。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率分別為至少10,000:1。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136層之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率分別為至少50,000:1。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率分別為至少100,000:1。 在一個實施例中，且當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，諸如當二次電池102充電或放電時，陽極集電器136之離子傳導與相鄰隔板層130之離子傳導相當。舉例而言，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之離子傳導(對於載體離子)為隔板層130之離子傳導之至少50% (亦即，分別0.5:1之比率)。藉助於其他實例，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之離子傳導(對於載體離子)與隔板層130之離子傳導(對於載體離子)之比率為至少1:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之離子傳導(對於載體離子)與隔板層130之離子傳導(對於載體離子)之比率為至少1.25:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之離子傳導(對於載體離子)與隔板層130之離子傳導(對於載體離子)之比率為至少1.5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之離子傳導(對於載體離子)與隔板層130之離子傳導(對於載體離子)之比率為至少2:1。 在一個實施例中，陽極集電器136之電子傳導亦實質上大於陽極活性材料層132之電子傳導。舉例而言，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與陽極活性材料層132之電子傳導之比率為至少100:1。藉助於其他實例，在一些實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與陽極活性材料層132之電子傳導之比率為至少500:1。藉助於其他實例，在一些實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與陽極活性材料層132之電子傳導之比率為至少1000:1。藉助於其他實例，在一些實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與陽極活性材料層132之電子傳導之比率為至少5000:1。藉助於其他實例，在一些實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陽極集電器136之電子傳導與陽極活性材料層132之電子傳導之比率為至少10,000:1。 在某些實施例中，陽極集電器層136之厚度(亦即，隔板130之間的最短距離，且在一個實施例中，包夾陽極集電器層136之陽極活性材料層)將視層136之組成及電化學堆疊之效能規定而定。一般而言，當陽極集電器層136為離子可滲透導體層時，其將具有至少約300埃之厚度。舉例而言，在一些實施例中，其可具有約300至800埃範圍內之厚度。更典型地，然而，其將具有大於約0.1微米之厚度。一般而言，離子可滲透導體層將具有不超過約100微米之厚度。因此，舉例而言，在一個實施例中，電極集電器層136將具有約0.1至約10微米範圍內之厚度。藉助於其他實例，在一些實施例中，陽極集電器層136將具有約0.1至約5微米範圍內之厚度。藉助於其他實例，在一些實施例中，陽極集電器層136將具有約0.5至約3微米範圍內之厚度。一般而言，較佳地，陽極集電器層136之厚度為大致均勻的。舉例而言，在一個實施例中，較佳地，陽極集電器層136具有小於約25%之厚度不均勻性。在某些實施例中，厚度變量甚至更小。舉例而言，在一些實施例中，陽極集電器層136具有小於約20%之厚度不均勻性。藉助於其他實例，在一些實施例中，陽極集電器層136具有小於約15%之厚度不均勻性。在一些實施例中，離子可滲透導體層具有小於約10%之厚度不均勻性。 在一個實施例中，陽極集電器層136為離子可滲透導體層，其包括促成離子滲透性及電導性之導電組件及離子傳導組件。典型地，導電組件將包括呈包含連續導電材料(例如連續金屬或金屬合金)之篩網或圖案化表面、膜或複合材料形式之連續導電材料(例如連續金屬或金屬合金)。另外，離子傳導組件將典型地包含孔隙，例如篩網之間隙、含有圖案化金屬或金屬合金之材料層之間的空間、金屬膜或具有足夠的載體離子擴散率之固體離子導體中之孔隙。在某些實施例中，離子可滲透導體層包括沈積之多孔材料、離子傳送材料、離子反應性材料、複合材料或物理上多孔材料。若為多孔的，則例如離子可滲透導體層可具有至少約0.25之空隙分數。一般而言，然而，空隙分數將典型地不超過約0.95。更典型地，當離子可滲透導體層為多孔的時，空隙分數可在約0.25至約0.85範圍內。在一些實施例中，舉例而言，當離子可滲透導體層為多孔的時，空隙分數可在約0.35至約0.65範圍內。 在圖7中所說明之實施例中，陽極集電器層136為電極活性材料層132之唯一陽極集電器。換言之，陽極結構主結構134可包括陽極集電器。在某些其他實施例中，然而，陽極結構主結構134可視情況不包括陽極集電器。陰極結構群 再次參看圖7，陰極結構群112之各構件亦可包括鄰近第一二級生長限制158之頂部1068、鄰近第二二級生長限制160之底部1070及包圍與Z軸平行之垂直軸線ACES (未標記)之側表面(未標記)，側表面連接頂部1068及底部1070。陰極結構112進一步包括長度LC 、寬度WC 及高度HC 。長度LC 藉由側表面限定且沿著X軸量測。寬度WC 藉由側表面限定且沿著Y軸量測，且高度HC 沿著垂直軸線ACES 或Z軸自頂部1068至底部1070量測。 陰極群112之構件之LC 將視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陰極群112之構件將典型地具有約5 mm至約500 mm範圍內之LC 。舉例而言，在一個此類實施例中，陰極群112之構件具有約10 mm至約250 mm之LC 。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陰極群112之構件具有約25 mm至約100 mm之LC 。 陰極群112之構件之WC 將亦視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陰極群112之各構件將典型地具有約0.01 mm至2.5 mm範圍內之WC 。舉例而言，在一個實施例中，陰極群112之各構件之WC 將在約0.025 mm至約2 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極群112之各構件之WC 將在約0.05 mm至約1 mm範圍內。 陰極群112之構件之HC 將亦視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陰極群112之構件將典型地具有約0.05 mm至約10 mm範圍內之HC 。舉例而言，在一個實施例中，陰極群112之各構件之HC 將在約0.05 mm至約5 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極群112之各構件之HC 將在約0.1 mm至約1 mm範圍內。 在另一實施例中，陰極結構群112之各構件可包括具有與Z軸平行之垂直軸線ACESB 之陰極結構主結構141。陰極結構主結構141亦可包括圍繞垂直軸線ACESB 包圍陰極結構主結構141之陰極活性材料層138。換言之，陰極結構主結構141為陰極活性材料層138提供機械穩定性，且可為一級生長限制系統151及/或二級生長限制系統152提供連接點。陰極結構主結構141亦可包括鄰近第一二級生長限制158之頂部1072、鄰近第二二級生長限制160之底部1074及包圍垂直軸線ACESB 且連接頂部1072及底部1074之側表面(未標記)。陰極結構主結構141進一步包括長度LCESB 、寬度WCESB 及高度HCESB 。長度LCESB 藉由側表面限定且沿著X軸量測。寬度WCESB 藉由側表面限定且沿著Y軸量測，且高度HCESB 沿著Z軸自頂部1072至底部1074量測。 陰極結構主結構141之LCESB 將視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陰極結構主結構141將典型地具有約5 mm至約500 mm範圍內之LCESB 。舉例而言，在一個此類實施例中，陰極結構主結構141將具有約10 mm至約250 mm之LCESB 。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陰極結構主結構141將具有約20 mm至約100 mm之LCESB 。 陰極結構主結構141之WCESB 將視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，各陰極結構主結構141將典型地具有至少1微米之WCESB 。舉例而言，在一個實施例中，各陰極結構主結構141之WCESB 實質上可為較厚的，但一般將不具有超過500微米之厚度。藉助於其他實例，在一個實施例中，各陰極結構主結構141之WCESB 將在約1至約50微米範圍內。 陰極結構主結構141之HCESB 將亦視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。一般而言，然而，陰極結構主結構141將典型地具有至少約50微米，更典型地至少約100微米之HCESB 。另外，一般而言，陰極結構主結構141將典型地具有不超過約10,000微米，且更典型地不超過約5,000微米之HCESB 。舉例而言，在一個實施例中，各陰極結構主結構141之HCESB 將在約0.05 mm至約10 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，各陰極結構主結構141之HCESB 將在約0.05 mm至約5 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，各陰極結構主結構141之HCESB 將在約0.1 mm至約1 mm範圍內。 視應用而定，陰極結構主結構141可為導電或絕緣的。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構主結構141可為導電的且可包括用於陰極活性材料138之陰極集電器140。在一個此類實施例中，陰極結構主結構141包括具有至少約103 西門子/cm之電導率之陰極集電器140。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陰極結構主結構141包括具有至少約104 西門子/cm之電導率之陰極集電器140。藉助於其他實例，陰極結構主結構141包括具有至少約105 西門子/cm之電導率之陰極集電器140。在其他實施例中，陰極結構主結構141為相對非導電的。舉例而言，在一個實施例中，陰極結構主結構141具有小於10西門子/cm之電導率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構主結構141具有小於1西門子/cm之電導率。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極結構主結構141具有小於10-1 西門子/cm之電導率。 在某些實施例中，陰極結構主結構141可包括可成形之任何材料，諸如金屬、半導體、有機物、陶瓷及玻璃。舉例而言，在某些實施例中，材料包括半導體材料，諸如矽及鍺。或者，然而，基於碳之有機材料或金屬，諸如鋁、銅、鎳、鈷、鈦及鎢亦可併入至陰極結構主結構141中。在一個例示性實施例中，陰極結構主結構141包含矽。舉例而言，矽可為單晶矽、多晶矽、非晶矽或其組合。 在某些實施例中，陰極活性材料層138可具有至少一微米之厚度。典型地，然而，陰極活性材料層138厚度將不超過200微米。舉例而言，在一個實施例中，陰極活性材料層138可具有約1至50微米之厚度。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極活性材料層138可具有約2至約75微米之厚度。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極活性材料層138可具有約10至約100微米之厚度。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極活性材料層138可具有約5至約50微米之厚度。 在某些實施例中，陰極集電器140包括離子可滲透導體材料，其具有足夠的載體離子之離子滲透性以促進載體離子自隔板130移動至陰極活性材料層138，且具有足夠的電導率以使得其能夠充當集電器。無論是否安置於陰極活性材料層138與隔板130之間，陰極集電器140均可藉由將電流自陰極集電器140分配跨過陰極活性材料層138之表面來促進更均勻的載體離子傳送。此轉而可促進載體離子更均勻的嵌入及離開且從而在循環期間減少陰極活性材料層138中之應力；因為陰極集電器140將電流分配至面對隔板130之陰極活性材料層138之表面，在載體離子濃度最大之情況下，陰極活性材料層138對載體離子之反應性將最大。 陰極集電器140包括為離子及電傳導性之離子可滲透導體材料。換言之，陰極集電器140具有有助於載體離子在離子可滲透導體層之一個側面上之緊鄰陰極活性材料層138與電化學堆疊或電極總成106中之陰極集電器140之另一側面上之緊鄰隔板層130之間移動之厚度、電導率及載體離子之離子導電率。在相對基礎上，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140具有大於其離子電導之電導率。舉例而言，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率將典型地分別為至少1,000:1。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率分別為至少5,000:1。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率分別為至少10,000:1。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140層之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率分別為至少50,000:1。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與離子傳導(對於載體離子)之比率分別為至少100,000:1。 在一個實施例中，且當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，諸如當能量儲存裝置100或二次電池102充電或放電時，陰極集電器140之離子傳導與相鄰隔板層130之離子傳導相當。舉例而言，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之離子傳導(對於載體離子)為隔板層130之離子傳導之至少50% (亦即，分別0.5:1之比率)。藉助於其他實例，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之離子傳導(對於載體離子)與隔板層130之離子傳導(對於載體離子)之比率為至少1:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之離子傳導(對於載體離子)與隔板層130之離子傳導(對於載體離子)之比率為至少1.25:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之離子傳導(對於載體離子)與隔板層130之離子傳導(對於載體離子)之比率為至少1.5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之離子傳導(對於載體離子)與隔板層130之離子傳導(對於(陽極集電器層)載體離子)之比率為至少2:1。 在一個實施例中，陰極集電器140之電子傳導亦實質上大於陰極活性材料層138之電子傳導。舉例而言，在一個實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與陰極活性材料層138之電子傳導之比率為至少100:1。藉助於其他實例，在一些實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與陰極活性材料層138之電子傳導之比率為至少500:1。藉助於其他實例，在一些實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與陰極活性材料層138之電子傳導之比率為至少1000:1。藉助於其他實例，在一些實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與陰極活性材料層138之電子傳導之比率為至少5000:1。藉助於其他實例，在一些實施例中，當存在所施加之電流以儲存裝置100中之能量或所施加之負荷以使裝置100放電時，陰極集電器140之電子傳導與陰極活性材料層138之電子傳導之比率為至少10,000:1。 在某些實施例中，陰極集電器層140之厚度(亦即，隔板130之間的最短距離，且在一個實施例中，包夾陰極集電器層140之陽極活性材料層138)將視層140之組成及電化學堆疊之效能規定而定。一般而言，當陰極集電器層140為離子可滲透導體層時，其將具有至少約300埃之厚度。舉例而言，在一些實施例中，其可具有約300至800埃範圍內之厚度。更典型地，然而，其將具有大於約0.1微米之厚度。一般而言，離子可滲透導體層將具有不超過約100微米之厚度。因此，舉例而言，在一個實施例中，陰極集電器層140將具有約0.1至約10微米範圍內之厚度。藉助於其他實例，在一些實施例中，陰極集電器層140將具有約0.1至約5微米範圍內之厚度。藉助於其他實例，在一些實施例中，陰極集電器層140將具有約0.5至約3微米範圍內之厚度。一般而言，較佳地，陰極集電器層140之厚度為大致均勻的。舉例而言，在一個實施例中，較佳地，陰極集電器層140具有小於約25%之厚度不均勻性。在某些實施例中，厚度變量甚至更小。舉例而言，在一些實施例中，陰極集電器層140具有小於約20%之厚度不均勻性。藉助於其他實例，在一些實施例中，陰極集電器層140具有小於約15%之厚度不均勻性。在一些實施例中，陰極集電器層140具有小於約10%之厚度不均勻性。 在一個實施例中，陰極集電器層140為離子可滲透導體層，其包括促成離子滲透性及電導性之電子傳導組件及離子傳導組件。典型地，導電組件將包括呈包含連續導電材料(例如連續金屬或金屬合金)之篩網或圖案化表面、膜或複合材料形式之連續導電材料(例如連續金屬或金屬合金)。另外，離子傳導組件將典型地包含孔隙，例如篩網之間隙、含有圖案化金屬或金屬合金之材料層之間的空間、金屬膜或具有足夠的載體離子擴散率之固體離子導體中之孔隙。在某些實施例中，離子可滲透導體層包括沈積之多孔材料、離子傳送材料、離子反應性材料、複合材料或物理上多孔材料。若為多孔的，則例如離子可滲透導體層可具有至少約0.25之空隙分數。一般而言，然而，空隙分數將典型地不超過約0.95。更典型地，當離子可滲透導體層為多孔的時，空隙分數可在約0.25至約0.85範圍內。在一些實施例中，舉例而言，當離子可滲透導體層為多孔的時，空隙分數可在約0.35至約0.65範圍內。 在圖7中所說明之實施例中，陰極集電器層140為陰極活性材料層138之唯一陰極集電器。換言之，陰極結構主結構141可包括陰極集電器140。在某些其他實施例中，然而，陰極結構主結構141可視情況不包括陰極集電器140。 在一個實施例中，第一二級生長限制158及第二二級生長限制160各自可包括沿著z軸間隔開之分別內表面1060及1062及分別相對外表面1064及1066，由此限定第一二級生長限制158高度H158 及第二二級生長限制160高度H160 。根據本發明之態樣，提高分別第一及/或第二二級生長限制158、160之高度可提高限制之硬度，但亦可能需要提高之體積，因此使含有電極總成106及限制組108之能量儲存裝置100或二次電池102之能量密度降低。因此，可根據限制材料特性、相對於電極100之預定膨脹之壓力偏移所需之限制強度及其他因素選擇限制158、160之厚度。舉例而言，在一個實施例中，第一及第二二級生長限制高度H158 及H160 分別可小於高度HES 之50%。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一及第二二級生長限制高度H158 及H160 分別可小於高度HES 之25%。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一及第二二級生長限制高度H158 及H160 分別可小於高度HES 之10%。藉助於其他實例，在一個實施例中，第一及第二二級生長限制高度H158 及H160 可小於高度HES 之約5%。在一些實施例中，第一二級生長限制高度H158 及第二二級生長限制高度H160 可不同，且用於第一及第二二級生長限制158、160中之每一者之材料亦可不同。 在某些實施例中，內表面1060及1062可包括能夠使陽極結構群110及/或陰極結構群112貼附於其上之表面特徵，且外表面1064及1066可包括能夠堆疊複數個限制電極總成106之表面特徵(亦即，在圖7內推斷，但為清楚起見而未圖示)。舉例而言，在一個實施例中，內表面1060及1062或外表面1064及1066可為平面。藉助於其他實例，在一個實施例中，內表面1060及1062或外表面1064及1066可為非平面。藉助於其他實例，在一個實施例中，內表面1060及1062及外表面1064及1066可為平面。藉助於其他實例，在一個實施例中，內表面1060及1062及外表面1064及1066可為非平面。藉助於其他實例，在一個實施例中，內表面1060及1062及外表面1064及1066可實質上為平面。 如本文中其他地方所描述，用於將實施為陽極結構110及/或陰極結構112之至少一個二級連接構件166貼附至內表面1060及1062之模式可視能量儲存裝置100或二次電池102及其預期用途而變化。作為圖7中所示之一個例示性實施例，陽極結構群110 (亦即，陽極集電器136，如所示)之頂部1052及底部1054及陰極結構群112 (亦即，陰極集電器140，如所示)之頂部1068及底部1070可經由膠合層182貼附至第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062。或者，在某些實施例中，可貼附僅陽極集電器136或僅陰極集電器140以充當至少一個二級連接構件166，或陽極及/或陰極結構之另一子結構可充當至少一個二級連接構件166。類似地，第一一級生長限制154之頂部1076及底部1078及第二一級生長限制156之頂部1080及底部1082可經由膠合層182貼附至第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062。 換言之，在圖7中所示之實施例中，陽極結構群110之頂部1052及底部1054包括實際上接觸第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062兩者之高度HES ，且可經由沖洗實施例中之膠合層182貼附至第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062。另外，陰極結構群112之頂部1068及底部1070包括實際上接觸第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062兩者之高度HCES ，且可經由沖洗實施例中之膠合層182貼附至第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062。 另外，在另一例示性實施例中，陽極主結構134之頂部1056及底部1058及陰極主結構141之頂部1072及底部1074可經由膠合層182 (未說明)貼附至第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062。類似地，第一一級生長限制154之頂部1076及底部1078及第二一級生長限制156之頂部1080及底部1082可經由膠合層182 (對於此段落中描述之實施例未說明)貼附至第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062。換言之，陽極主結構134之頂部1056及底部1058包括實際上接觸第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062兩者之高度HESB ，且可經由沖洗實施例中之膠合層182貼附至第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062。另外，陰極主結構141之頂部1072及底部1074包括實際上接觸第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062兩者之高度HCESB ，且可經由沖洗實施例中之膠合層182貼附至第一二級生長限制158之內表面1060及第二二級生長限制160之內表面1062。 因此，在一個實施例中，陽極結構群110及/或陰極結構群112及/或隔板130之至少一部分可充當一或多個二級連接構件166以分別使二級生長限制系統152中之第一及第二二級生長限制158、160彼此連接，由此提供緊湊型且空間有效的限制系統以限制電極總成106在其循環期間生長。根據一個實施例，除體積隨著充電及放電循環腫脹之陽極110及/或陰極結構112之任何部分之外，陽極110及/或陰極結構112及/或隔板130之任何部分均可充當一或多個二級連接構件166。亦即，陽極110及/或陰極結構112之部分，諸如陽極活性材料132 (亦即，電極總成106體積變化之原因)典型地將不充當電極限制組108之一部分。在一個實施例中，分別作為一級生長限制系統151之一部分提供之第一及第二一級生長限制154、156進一步抑制在縱向方向上之生長，且亦可充當二級連接構件166以分別連接二級生長限制系統152之第一及第二二級生長限制158、160，由此提供用於限制陽極生長/腫脹之協作協同限制系統(亦即，電極限制組108)。二次電池 現參看圖9，說明包含複數組電極限制108a之二次電池102之一個實施例之分解視圖。二次電池102包括電池殼體104及電池殼體104內之一組電極總成106a，電極總成106中之每一者具有第一縱向末端表面116、相對的第二縱向末端表面118 (亦即，沿著Y軸(所示笛卡爾座標系統)與第一縱向末端表面116分隔開)，如上文所描述。各電極總成106包括相對於彼此堆疊在堆疊方向D上之電極總成106中之每一者內之陽極結構群110及陰極結構群112；換言之，陽極110及陰極112結構群體以陽極110及陰極112之交替系列配置，其中系列在堆疊方向D上分別在第一及第二縱向末端表面116、118之間前進(參見例如圖2；如圖2及圖9中所說明，堆疊方向D平行於所示笛卡爾座標系統之Y軸)，如上文所描述。另外，個別電極總成106內之堆疊方向D垂直於組106a內電極總成集106之堆疊方向(亦即，電極總成堆疊方向)；換言之，電極總成106相對於彼此安置於與個別電極總成106內之堆疊方向D垂直之組106a內之方向上(例如電極總成堆疊方向在對應於所示笛卡爾座標系統之Z軸之方向上，而個別電極總成106內之堆疊方向D在對應於所示笛卡爾座標系統之Y軸之方向上)。 儘管圖9中所示之實施例中描繪之電極總成組106a含有具有相同通用尺寸之個別電極總成106，個別電極總成106中之一或多者亦可及/或或者具有與組106a中之其他電極總成106不同的其至少一個尺寸大小。舉例而言，根據一個實施例，堆疊在一起以形成二次電池102中提供之組106a之電極總成106可具有各總成106在縱向方向(亦即，堆疊方向D)上之不同最大寬度WEA 。根據另一實施例，構成二次電池102中提供之堆疊組106a之電極總成106可具有沿著與縱向軸線正交之橫向軸線之不同最大長度LEA 。藉助於其他實例，在一個實施例中，堆疊在一起以形成二次電池102中之電極總成組106a之各電極總成106具有沿著縱向軸線之最大寬度WEA 及沿著橫向軸線之最大長度LEA ，其經選擇以提供沿著電極總成106堆疊在一起以形成電極總成組106a之方向減小之LEA ×WEA 面積。舉例而言，各電極總成106之最大寬度WEA 及最大長度LEA 可經選擇以小於堆疊組件106之第一方向上之相鄰電極總成106，且大於與其相反之第二方向上相鄰電極總成106，以使得電極總成106堆疊在一起以形成具有呈錐體形狀之電極總成組106a之二次電池102。或者，可選擇各電極總成106之最大長度LEA 及最大寬度WEA 以提供堆疊電極總成組106a之不同形狀及/或構型。電極總成106中之一或多者之最大垂直高度HEA 亦可及/或或者選擇為與組106a中之其他組件106不同及/或以提供具有預定形狀及/或構造之堆疊組106a。 突片190、192自電池殼體104突出且提供組106a之電極總成106與能量供應器或消費品(未示出)之間的電連接。更具體言之，在此實施例中，突片190電連接至突片延伸部分191 (例如使用導電膠合劑)，且突片延伸部分191電連接至電極總成106中之每一者所包含之電極110。類似地，突片192電連接至突片延伸部分193 (例如使用導電膠合劑)，且突片延伸部分193電連接至電極總成106中之每一者所包含之相反電極112。 圖9中所說明之實施例中之各電極總成106可具有相關一級生長限制系統151以限制縱向方向(亦即，堆疊方向D)上之生長。或者，在一個實施例中，構成組106a之複數個電極總成106可共用一級生長限制系統151之至少一部分。在如所示之實施例中，各一級生長限制系統151包括：分別第一及第二一級生長限制154、156，其可上覆於如上文所描述之分別第一及第二縱向末端表面116、118上；及分別第一及第二相對一級連接構件162、164，其可上覆於如上文所描述之側向表面142上。第一及第二相對一級連接構件162、164分別可拉動分別第一及第二一級生長限制154、156朝向彼此，或換言之，幫助限制電極總成106在縱向方向上之生長，且一級生長限制154、156可將壓縮或限制力施加至分別相對的第一及第二縱向末端表面116、118。因此，在充電與放電狀態之間的電池102之形成及/或循環期間，抑制電極總成106在縱向方向上之膨脹。另外，一級生長限制系統151對縱向方向(亦即，堆疊方向D)上之電極總成106施加超過維持於電極總成106上在彼此相互垂直且垂直於縱向方向之兩個方向中之任一者上之壓力的壓力(例如，如所說明，縱向方向對應於Y軸之方向，且彼此相互垂直且垂直於縱向方向之兩個方向分別對應於所說明之笛卡爾座標系統之X軸及Z軸之方向)。 另外，圖9中所說明之實施例中之各電極總成106具有相關二級生長限制系統152以限制垂直方向上之生長(亦即，電極總成106、陽極110及/或陰極112在垂直方向(亦即，沿著笛卡爾座標系統之Z軸)之膨脹)。或者，在一個實施例中，構成組106a之複數個電極總成106共用二級生長限制系統152之至少一部分。各二級生長限制系統152包括可分別上覆於對應側向表面142上之分別第一及第二二級生長限制158、160及至少一個二級連接構件166，各自如上文更詳細描述。二級連接構件166可分別拉動第一及第二二級生長限制158、160朝向彼此，或換言之，幫助限制電極總成106在垂直方向上之生長，且第一及第二二級生長限制158、160可分別將壓縮或限制力施加至側向表面142，各自如上文更詳細描述。因此，在充電與放電狀態之間的電池102之形成及/或循環期間，抑制電極總成106在垂直方向上之膨脹。另外，二級生長限制系統152對垂直方向(亦即，與笛卡爾座標系統之Z軸平行)上之電極總成106施加超過維持於電極總成106上在彼此相互垂直且垂直於垂直方向之兩個方向中之任一者上之壓力的壓力(例如，如所說明，垂直方向對應於Z軸之方向，且彼此相互垂直且垂直於垂直方向之兩個方向分別對應於所說明之笛卡爾座標系統之X軸及Y軸之方向)。 另外，圖9中所說明之實施例中之各電極總成106可具有相關一級生長限制系統151及相關二級生長限制系統152以限制縱向方向及垂直方向上之生長，如上文更詳細描述。此外，根據某些實施例，分別陽極及/或陰極突片190、192及突片延伸部分191、193可充當三級生長限制系統155之一部分。舉例而言，在某些實施例中，突片延伸部分191、193可沿著相對橫斷面區域144、146延伸以充當三級限制系統155，諸如第一及第二三級生長限制157、159之一部分。突片延伸部分191、193可在電極總成106之縱向末端117、119處連接至一級生長限制154、156以使得一級生長限制154、156充當使突片延伸部分191、193彼此拉伸之至少一個三級連接構件165以沿著橫向方向壓縮電極總成106，且分別充當第一及第二三級生長限制157、159。相反地，根據一個實施例，突片190、192及/或突片延伸部分191、193亦可充當分別第一及第二一級生長限制154、156之分別第一及第二一級連接構件162、164。在又一實施例中，突片190、192及/或突片延伸部分191、193可充當二級生長限制系統152之一部分，諸如藉由形成連接二級生長限制158、160之至少一個二級連接構件166之一部分。因此，突片190、192及/或突片延伸部分191、193可藉由充當分別一級及二級限制系統151、152中之一或多者之一部分及/或藉由形成三級生長限制系統155之一部分以在與分別一級及二級生長限制系統151、152中之一或多者所限制之方向正交之方向上限制電極總成106，從而幫助限制電極總成106之總體宏觀生長。 為完成二次電池102之組裝，用非水性電解質(未示出)填充電池殼體104且將蓋子104a摺疊(沿著摺疊線FL)且密封於上表面104b。當完全組裝時，密封二次電池102佔據藉由其外表面限定之體積，二次電池殼體104佔據對應於電池(包括蓋子104a)之位移體積(亦即，位移體積)減去其內部容積(亦即，內部表面104c、104d、104e、104f、104g及蓋子104a限定之稜柱體積)之體積，且組106a之各生長限制151、152佔據對應於其相應位移體積之體積。在組合中，因此，電池殼體104及生長限制151、152佔據不超過電池殼體104之外表面限定之體積(亦即，電池之位移體積)之75%。舉例而言，在一個此類實施例中，組合中之生長限制151、152及電池殼體104佔據不超過電池殼體104之外表面限定之體積之60%。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，組合中之限制151、152及電池殼體104佔據不超過電池殼體104之外表面限定之體積之45%。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，組合中之限制151、152及電池殼體104佔據不超過電池殼體104之外表面限定之體積之30%。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，組合中之限制151、152及電池殼體104佔據不超過電池殼體之外表面限定之體積之20%。 為了易於在圖9中說明，二次電池102僅包括電極總成106之一個組106a且組106a僅包括六個電極總成106。實際上，二次電池102可包括超過一組電極總成106a，其中組106a中之每一者相對於彼此橫向安置(例如在位於圖9之笛卡爾座標系統之X-Y平面內之相對方向上)或相對於彼此豎直安置(例如在與圖9之笛卡爾座標系統之Z軸實質上平行之方向上)。另外，在此等實施例中之每一者中，電極總成組106a中之每一者可包括一或多個電極總成106。舉例而言，在某些實施例中，二次電池102可包含一個、兩個或多於兩個電極總成組106a，其中各此類組106a包括一或多個電極總成106 (例如各此類組106a內之1、2、3、4、5、6、10、15或多於15個電極總成106)，且當電池102包括兩個或多於兩個此類組106a時，組106a可相對於二次電池102中所包括之其他電極總成組106a橫向或豎直安置。在此等各種實施例中之每一者中，各個別電極總成106可具有如上文所描述之其自身生長限制(亦即，電極總成106與限制151、152之間的1:1關係)，額外兩個電極總成106可具有如上文所描述之共用生長限制151、152 (亦即，兩個或多於兩個電極總成106之限制組108)，或兩個或多於兩個電極總成106可共用生長限制151、152之組件(亦即，兩個或多於兩個電極總成106可具有共用壓縮構件(例如第二二級生長限制158)及/或拉力構件166，例如，正如在融合實施例中一樣，如上文所描述)。其他電池組件 在某些實施例中，包括如上文所描述之一級生長限制系統151及二級生長限制系統152之電極限制組108可來源於具有如例如圖9中所示之長度L1 、寬度W1 及厚度t1 之薄片2000。更具體言之，為了形成一級生長限制系統151，薄片2000可纏繞於電極總成106周圍且在邊緣2001處摺疊以包圍電極總成106。或者，在一個實施例中，薄片2000可纏繞於堆疊以形成電極總成組106a之複數個電極總成106周圍。薄片邊緣可彼此重疊，且焊接、膠合或以其他方式彼此固定以形成包括第一一級生長限制154及第二一級生長限制156之一級生長限制系統151及第一一級連接構件162及第二一級連接構件164。在此實施例中，一級生長限制系統151具有對應於薄片2000之位移體積之體積(亦即，L1 、W1 及t1 之乘積)。在一個實施例中，至少一個一級連接構件在堆疊方向D上拉伸以使構件拉伸，其使得第一及第二一級生長限制施加壓縮力。或者，至少一個二級連接構件可在第二方向上拉伸以使構件拉伸，其使得第一及第二二級生長限制施加壓縮力。在一替代實施例中，而非使連接構件延伸以使其拉伸，連接構件及/或生長限制或一級及二級生長限制系統中之一或多者之其他部分可在電極總成之上及/或之中安裝之前預拉伸。在另一替代實施例中，在安裝於電極總成之中及/或之上時，連接構件及/或生長限制及/或一級及二級生長限制系統中之一或多者之其他部分首先不處於拉力下，相反地，電池形成使得電極總成膨脹且誘導一級及/或二級生長限制系統之部分，諸如連接構件及/或生長限制拉伸。(例如：自張性(self-tensioning))。 薄片2000可包含能夠將所需力施加至電極總成106之廣泛範圍的可相容材料中之任一者。一般而言，一級生長限制系統151將典型地包含具有至少10,000 psi (＞70 MPa)之極限抗張強度之材料，其與電池電解質相容，不明顯在電池102之浮式或陽極電位下腐蝕，且在45℃，且甚至高達70℃下不明顯反應或失去機械強度。舉例而言，一級生長限制系統151可包含廣泛範圍的金屬、合金、陶瓷、玻璃、塑料或其組合(亦即，複合材料)中之任一者。在一個例示性實施例中，一級生長限制系統151包含金屬，諸如不鏽鋼(例如SS 316、440C或440C硬性)、鋁(例如鋁7075-T6，硬性H18)、鈦(例如6Al-4V)、鈹、鈹銅(硬性)、銅(不含O2 ，硬性)、鎳；一般而言，然而，當一級生長限制系統151包含金屬時，一般而言，較佳地，其以限制腐蝕且限制在陽極110與陰極112之間產生電短路的方式併入。在另一例示性實施例中，一級生長限制系統151包含陶瓷，諸如氧化鋁(例如燒結的或Coorstek AD96)、氧化鋯(例如Coorstek YZTP)、氧化釔-穩定化氧化鋯(例如，ENrG E-Strate®)。在另一例示性實施例中，一級生長限制系統151包含玻璃，諸如Schott D263強化玻璃。在另一例示性實施例中，一級生長限制系統151包含塑料，諸如聚醚醚酮(PEEK) (例如Aptiv 1102)、具有碳之PEEK (例如Victrex 90HMF40或Xycomp 1000-04)、具有碳之聚苯硫醚(PPS) (例如Tepex Dynalite 207)、具有30%玻璃之聚醚醚酮(PEEK) (例如Victrex 90HMF40或Xycomp 1000-04)、聚醯亞胺(例如Kapton®)。在另一例示性實施例中，一級生長限制系統151包含複合材料，諸如E玻璃標準織物/環氧樹脂(0度)、E玻璃UD/環氧樹脂(0度)、克維拉(Kevlar)標準織物/環氧樹脂(0度)、克維拉UD/環氧樹脂(0度)、碳標準織物/環氧樹脂(0度)、碳UD/環氧樹脂(0度)、東洋(Toyobo) Zylon®HM纖維/環氧樹脂。在另一例示性實施例中，一級生長限制系統151包含纖維，諸如克維拉49芳族聚醯胺纖維、S玻璃纖維、碳纖維、維克特綸(Vectran) UM LCP纖維、迪尼瑪(Dyneema)、柴隆(Zylon)。 一級生長限制系統151之厚度(t1 )將視包括例如一級生長限制系統151之結構之材料、電極總成106之總體尺寸及電池陽極及陰極之組成之因素範圍而定。在一些實施例中，例如一級生長限制系統151將包含具有厚度在約10至約100微米範圍內之薄片。舉例而言，在一個此類實施例中，一級生長限制系統151包含具有約30 µm之厚度之不鏽鋼薄片(例如SS316)。藉助於其他實例，在另一此類實施例中，一級生長限制系統151包含具有約40 µm之厚度之鋁薄片(例如7075-T6)。藉助於其他實例，在另一此類實施例中，一級生長限制系統151包含具有約30 µm之厚度之氧化鋯薄片(例如Coorstek YZTP)。藉助於其他實例，在另一此類實施例中，一級生長限制系統151包含具有約75 µm之厚度之E玻璃UD/環氧樹脂0度薄片。藉助於其他實例，在另一此類實施例中，一級生長限制系統151包含＞50%填集密度下之12 µm碳纖維。 不受任何特定理論束縛，如本文所描述之膠合方法可包括膠合、焊接、黏結、燒結、按壓接觸、銅焊、熱噴塗接合、夾鉗或其組合。膠合可包括使材料與導電材料接合，該等導電材料諸如導電環氧樹脂、導電彈性體、填充有導電金屬之絕緣有機膠合劑之混合物，諸如鎳填充環氧樹脂、碳填充環氧樹脂等。導電膏可用於將材料接合在一起且接合強度可藉由溫度(燒結)、光(UV固化、交聯)、化學固化(基於催化劑之交聯)調整。黏結過程可包括線黏結、條帶黏結、超音波黏結。焊接過程可包括超音波熔接、電阻焊接、雷射光束焊接、電子束焊接、感應焊接及冷焊接。此等材料之接合亦可藉由使用塗佈方法，諸如熱噴霧塗佈，諸如電漿噴塗、火焰噴塗、電弧噴塗進行以使材料接合在一起。舉例而言，使用鎳之熱噴霧作為膠合劑，鎳或銅篩網可接合於鎳總線上。 陽極110及陰極結構群112之構件可包括能夠吸收且釋放諸如鋰、鈉、鉀、鈣、鎂或鋁離子之載體離子之電活性材料。在一些實施例中，陽極結構群110之構件包括陽極活性電活性材料(有時稱為負電極)且陰極結構群112之構件包括陰極活性電活性材料(有時稱為正電極)。在此段落中敍述之各實施例及實例中，負電極活性材料可為顆粒附聚物電極或單片電極。 例示性陽極活性電活性材料包括碳材料，諸如石墨及軟性或硬性碳或能夠與鋰形成合金之金屬、半金屬、合金、氧化物及化合物範圍內中之任一者。能夠構成陽極材料之金屬或半金屬之特定實例包括錫、鉛、鎂、鋁、硼、鎵、矽、銦、鋯、鍺、鉍、鎘、銻、銀、鋅、砷、鉿、釔及鈀。在一個例示性實施例中，陽極活性材料包含鋁、錫或矽或其氧化物、其氮化物、其氟化物或其其他合金。在另一例示性實施例中，陽極活性材料包含矽或其合金。 例示性陰極活性材料包括廣泛範圍的陰極活性材料中之任一者。舉例而言，對於鋰離子電池，陰極活性材料可包含選自過渡金屬氧化物、過渡金屬硫化物、過渡金屬氮化物、鋰-過渡金屬氧化物、鋰-過渡金屬硫化物之陰極材料，且可選擇性地使用鋰-過渡金屬氮化物。此等過渡金屬氧化物、過渡金屬硫化物及過渡金屬氮化物之過渡金屬元素可包括具有d-殼體或f-殼體之金屬元素。此類金屬元素之特定實例為Sc、Y、鑭系元素、錒系元素、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pb、Pt、Cu、Ag及Au。額外陰極活性材料包括LiCoO2 、LiNi0.5 Mn1.5 O4 、Li(Nix Coy Al2 )O2 、LiFePO4 、Li2 MnO4 、V2 O5 、氧硫化鉬、磷酸鹽、矽酸鹽、釩酸鹽以及其組合。 在一個實施例中，使陽極活性材料微結構化以提供顯著的空隙體積分數，從而隨著充電及放電過程期間鋰離子(或其他載體離子)併入至負電極活性材料中或離開負電極活性材料，適應體積膨脹及收縮。一般而言，陽極活性材料之空隙體積分數為至少0.1。典型地，然而，負電極活性材料之空隙體積分數不大於0.8。舉例而言，在一個實施例中，負電極活性材料之空隙體積分數為約0.15至約0.75。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料之空隙體積分數為約0.2至約0.7。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料之空隙體積分數為約0.25至約0.6。 視微結構化陽極活性材料之組成及其形成方法而定，微結構化陽極活性材料可包含大孔、微孔或中孔材料層或其組合，諸如微孔與中孔之組合或中孔與大孔之組合。微孔材料之特徵典型地在於小於10 nm之孔隙尺寸、小於10 nm之壁尺寸、1-50微米之孔隙深度及一般藉由「多孔」及不規則外觀表徵、不光滑壁及支化孔隙之孔隙形態。中孔材料之特徵典型地在於10-50 nm之孔隙尺寸、10-50 nm之壁尺寸、1-100微米之孔隙深度及一般藉由在某種程度上輪廓分明或樹枝狀的孔隙之支化孔隙表徵之孔隙形態。大孔材料之特徵典型地在於大於50 nm之孔隙尺寸、大於50 nm之壁尺寸、1-500微米之孔隙深度及可為不同直鏈、支化或樹枝狀且有光滑或粗糙壁之孔隙形態。另外，空隙體積可包含敞開或閉合的空隙或其組合。在一個實施例中，空隙體積包含敞開的空隙，亦即，陽極活性材料含有在陽極活性材料之側表面處具有開口之空隙，經由該等空隙鋰離子(或其他載體離子)可進入或離開陽極活性材料；舉例而言，鋰離子可在離開陰極活性材料之後進入陽極活性材料通過空隙開口。在另一實施例中，空隙體積包含閉合的空隙，亦即，陽極活性材料含有陽極活性材料包圍之空隙。一般而言，敞開的空隙可提供載體離子之更大界面表面積，而閉合的空隙往往不易受固體電解質界面影響，同時各自為載體離子進入後負電極活性材料之膨脹提供空間。在某些實施例中，因此，較佳地，陽極活性材料包含敞開且閉合的空隙之組合。 在一個實施例中，陽極活性材料包含多孔鋁、錫或矽或其合金。多孔矽層可例如藉由陽極化，藉由蝕刻(例如藉由將諸如金、鉑、銀或金/鈀之貴重金屬安置於單晶矽之表面上且用氫氟酸與過氧化氫之混合物蝕刻表面)或藉由諸如圖案化化學蝕刻之此項技術中已知之其他方法形成。另外，多孔陽極活性材料將一般具有至少約0.1，但小於0.8之孔隙度分數，且具有約1至約100微米之厚度。舉例而言，在一個實施例中，陽極活性材料包含多孔矽，具有約5至約100微米之厚度，且具有約0.15至約0.75之孔隙度分數。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料包含多孔矽，具有約10至約80微米之厚度，且具有約0.15至約0.7之孔隙度分數。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陽極活性材料包含多孔矽，具有約20至約50微米之厚度，且具有約0.25至約0.6之孔隙度分數。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料包含多孔矽合金(諸如矽化鎳)，具有約5至約100微米之厚度，且具有約0.15至約0.75之孔隙度分數。 在另一實施例中，陽極活性材料包含鋁、錫或矽或其合金之纖維。個別纖維可具有約5 nm至約10,000 nm之直徑(厚度尺寸)及一般對應於陽極活性材料之厚度之長度。矽之纖維(奈米線)可例如藉由此項技術中已知之化學氣相沈積或其他技術，諸如蒸氣液體固體(VLS)生長及固體液體固體(SLS)生長形成。另外，陽極活性材料將一般具有至少約0.1，但小於0.8之孔隙度分數，且具有約1至約200微米之厚度。舉例而言，在一個實施例中，陽極活性材料包含矽奈米線，具有約5至約100微米之厚度，且具有約0.15至約0.75之孔隙度分數。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料包含矽奈米線，具有約10至約80微米之厚度，且具有約0.15至約0.7之孔隙度分數。藉助於其他實例，在一個此類實施例中，陽極活性材料包含矽奈米線，具有約20至約50微米之厚度，且具有約0.25至約0.6之孔隙度分數。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極活性材料包含矽合金(諸如矽化鎳)之奈米線，具有約5至約100微米之厚度，且具有約0.15至約0.75之孔隙度分數。 在一個實施例中，陽極110群之各構件具有底部、頂部及自其底部延伸至頂部之縱向軸線(AE )且在大體上垂直於陽極結構110及陰極結構112之交替順序前進之方向的方向上。另外，陽極110群之各構件具有沿著陽極之縱向軸線(AE )量測之長度(LA )、在陽極結構及陰極結構之交替順序前進之方向上量測之寬度(WA )及在垂直於長度(LA )及寬度(WA )之量測方向中之每一者之方向上量測之高度(HA )。陽極群之各構件亦具有對應於垂直於其縱向軸線之平面中之電極投影之側面之長度總和的周長(PA )。上文更詳細地論述長度LA 、寬度WA 及高度HA 之例示性值。 根據一個實施例，陽極群之構件包括一或多個具有第一高度之第一陽極構件及一或多個除第一高度外具有第二高度之第二陽極構件。舉例而言，在一個實施例中，一或多個第一陽極構件可具有經選擇以允許陽極構件接觸垂直方向(Z軸)上之二次限制系統之一部分之高度。舉例而言，一或多個第一陽極構件之高度可為足夠的以使得第一陽極構件沿著垂直軸線在第一及第二二級生長限制158、160之間延伸且接觸兩者，諸如當第一陽極構件或其子結構中之至少一者用作二級連接構件166時。此外，根據一個實施例，一或多個第二陽極構件可具有小於一或多個第一陽極構件之高度，以使得例如一或多個第二陽極構件並不完全延伸以接觸第一及第二二級生長限制158、160兩者。在又一實施例中，一或多個第一陽極構件及一或多個第二陽極構件之不同高度可經選擇以適應電極總成106之預定形狀，諸如沿著縱向及/或橫向軸線中之一或多者具有不同高度之電極總成形狀，及/或以提供二次電池之預定效能特性。 陽極群之構件之周長(PA )將類似地視能量儲存裝置及其預期用途而變化。一般而言，然而，陽極群之構件將典型地具有約0.025 mm至約25 mm範圍內之周長(PA )。舉例而言，在一個實施例中，陽極群之各構件之周長(PA )將在約0.1 mm至約15 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極群之各構件之周長(PA )將在約0.5 mm至約10 mm範圍內。 一般而言，陽極群之構件具有實質上大於其寬度(WA )及其高度(HA )中之每一者之長度(LA )。舉例而言，在一個實施例中，對於陽極群之各構件，LA 與WA 及HA中之每一者之比率分別為至少5:1 (亦即，LA 與WA 之比率分別為至少5:1，且LA 與HA 之比率分別為至少5:1)。藉助於其他實例，在一個實施例中，LA 與WA 及HA 中之每一者之比率為至少10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，LA 與WA 及HA 中之每一者之比率為至少15:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陽極群之各構件，LA 與WA 及HA 中之每一者之比率為至少20:1。 另外，一般而言，較佳地，陽極群之構件具有實質上大於其周長(PA )之長度(LA )；例如，在一個實施例中，對於陽極群之各構件，LA 與PA之比率分別為至少1.25:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陽極群之各構件，LA 與PA 之比率分別為至少2.5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陽極群之各構件，LA 與PA 之比率分別為至少3.75:1。 在一個實施例中，陽極群之構件之高度(HA )與寬度(WA)之比率分別為至少0.4:1。舉例而言，在一個實施例中，對於陽極群之各構件，HA 與WA 之比率將分別為至少2:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，HA 與WA 之比率將分別為至少10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，HA 與WA 之比率將分別為至少20:1。典型地，然而，HA 與WA 之比率將一般分別小於1,000:1。舉例而言，在一個實施例中，HA 與WA 之比率將分別為小於500:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，HA 與WA 之比率將分別為小於100:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，HA 與WA 之比率將分別為小於10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陽極群之各構件，HA 與WA 之比率將分別在約2:1至約100:1範圍內。 陰極群之各構件具有底部、頂部及自其底部延伸至頂部之縱向軸線(ACE )且在大體上垂直於陽極結構及陰極結構之交替順序前進之方向的方向上。另外，陰極群之各構件具有沿著縱向軸線(ACE )量測之長度(LC )、在陽極結構及陰極結構之交替順序前進之方向上量測之寬度(WC )及在垂直於長度(LC )及寬度(WC )之量測方向中之每一者之方向上量測之高度(HC )。陰極群之各構件亦具有對應於垂直於其縱向軸線之平面中之陰極投影之側面之長度總和的周長(PC )。 根據一個實施例，陰極群之構件包括一或多個具有第一高度之第一陰極構件及一或多個除第一高度外具有第二高度之第二陰極構件。舉例而言，在一個實施例中，一或多個第一陰極構件可具有經選擇以允許陰極構件接觸垂直方向(Z軸)上之二次限制系統之一部分之高度。舉例而言，一或多個第一陰極構件之高度可為足夠的以使得第一陰極構件沿著垂直軸線在第一及第二二級生長限制158、160之間延伸且接觸兩者，諸如當第一陰極構件或其子結構中之至少一者用作二級連接構件166時。此外，根據一個實施例，一或多個第二陰極構件可具有小於一或多個第一陰極構件之高度，以使得例如一或多個第二陰極構件並不完全延伸以接觸第一及第二二級生長限制158、160兩者。在又一實施例中，一或多個第一陰極構件及一或多個第二陰極構件之不同高度可經選擇以適應電極總成106之預定形狀，諸如沿著縱向及/或橫向軸線中之一或多者具有不同高度之電極總成形狀，及/或以提供二次電池之預定效能特性。 陰極群之構件之周長(PC )將亦視能量儲存裝置及其預期用途而變化。一般而言，然而，陰極群之構件將典型地具有約0.025 mm至約25 mm範圍內之周長(PC )。舉例而言，在一個實施例中，陰極群之各構件之周長(PC )將在約0.1 mm至約15 mm範圍內。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極群之各構件之周長(PC )將在約0.5 mm至約10 mm範圍內。 一般而言，陰極群之各構件具有實質上大於寬度(WC )且實質上大於其高度(HC )之長度(LC )。舉例而言，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，LC 與WC 及HC 中之每一者之比率分別為至少5:1 (亦即，LC 與WC 之比率分別為至少5:1，且LC 與HC 之比率分別為至少5:1)。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，LC 與WC 及HC 中之每一者之比率為至少10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，LC 與WC 及HC 中之每一者之比率為至少15:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，LC 與WC 及HC 中之每一者之比率為至少20:1。 另外，一般而言，較佳地，陰極群之構件具有實質上大於其周長(PC )之長度(LC )；例如，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，LC 與PC 之比率分別為至少1.25:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，LC 與PC 之比率分別為至少2.5:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，LC 與PC 之比率分別為至少3.75:1。 在一個實施例中，陰極群之構件之高度(HC )與寬度(WC )之比率分別為至少0.4:1。舉例而言，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，HC 與WE 之比率將分別為至少2:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，HC 與WC 之比率將分別為至少10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，HC 與WC 之比率將分別為至少20:1。典型地，然而，對於陰極群之各構件，HC 與WC 之比率一般將分別為小於1,000:1。舉例而言，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，HC 與WC 之比率將分別為小於500:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，HC 與WC 之比率將分別為小於100:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，HC 與WC 之比率將分別為小於10:1。藉助於其他實例，在一個實施例中，對於陰極群之各構件，HC 與WC 之比率將分別在約2:1至約100:1範圍內。 在一個實施例中，陽極群之各構件所包含之陽極電流導體層136具有長度LNC ，其至少為包含此類陽極集電器之構件之長度LNE 之50%。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極群之各構件所包含之陽極電流導體層136具有長度LNC ，其至少為包含此類陽極集電器之構件之長度LNE 之60%。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極群之各構件所包含之陽極電流導體層136具有長度LNC ，其至少為包含此類陽極集電器之構件之長度LNE 之70%。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極群之各構件所包含之陽極電流導體層136具有長度LNC ，其至少為包含此類陽極集電器之構件之長度LNE 之80%。藉助於其他實例，在一個實施例中，陽極群之各構件所包含之陽極電流導體136具有長度LNC ，其至少為包含此類陽極集電器之構件之長度LNE 之90%。 在一個實施例中，陰極群之各構件所包含之陰極電流導體140具有長度LPC ，其至少為包含此類陰極集電器之構件之長度LPE 之50%。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極群之各構件所包含之陰極電流導體140具有長度LPC ，其至少為包含此類陰極集電器之構件之長度LPE 之60%。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極群之各構件所包含之陰極電流導體140具有長度LPC ，其至少為包含此類陰極集電器之構件之長度LPE 之70%。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極群之各構件所包含之陰極電流導體140具有長度LPC ，其至少為包含此類陰極集電器之構件之長度LPE 之80%。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極群之各構件所包含之陰極電流導體140具有長度LPC ，其至少為包含此類陰極集電器之構件之長度LPE 之90%。 在一個實施例中，安置於陽極活性材料層與隔板之間的陽極集電器136可藉由將電流自陽極集電器分配跨過陽極活性材料層之表面來促進更均勻的載體離子傳送。此轉而可促進載體離子更均勻的嵌入及離開且從而在循環期間減少陽極活性材料中之應力；因為陽極集電器136將電流分配至面對隔板之陽極活性材料層之表面，在載體離子濃度最大之情況下，載體離子之陽極活性材料層之反應性將最大。在又一實施例中，陽極集電器136及陽極活性材料層之位置可逆轉。 根據一個實施例，陰極結構群之各構件具有可例如安置於陰極主結構與陰極活性材料層之間的陰極集電器140。此外，陽極集電器136及陰極電極集電器140中之一或多者可包含金屬，諸如鋁、碳、鉻、金、鎳、NiP、鈀、鉑、銠、釕、矽與鎳之合金、鈦或其組合(參見A. H. Whitehead及M. Schreiber, Journal of the Electrochemical Society, 152(11) A2105-A2113 (2005)之「基於鋰之電池之正電極之集電器(Current collectors for positive electrodes of lithium-based batteries)」)。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極集電器140包含金或其合金，諸如矽化金。藉助於其他實例，在一個實施例中，陰極集電器140包含鎳或其合金，諸如矽化鎳。 在一替代實施例中，陰極集電器層及陰極電極活性材料層之位置可逆轉，例如以使得陰極電極集電器層安置於隔板層與陰極活性材料層之間。在此類實施例中，緊鄰陰極活性材料層之陰極電極集電器140包含具有如關於陽極集電器層所描述之組成及結構之離子可滲透導體；亦即，陰極集電器層包含離子及電傳導性之離子可滲透導體材料層。在此實施例中，陰極電極集電器層具有有助於載體離子在陰極電極集電器層之一個側面上之緊鄰陰極活性材料層與電化學堆疊中之陰極電極集電器層之另一側面上之緊鄰隔板層之間移動之厚度、電導率及載體離子之離子導電率。 電絕緣隔板層130可包圍且電學上隔離陽極結構群110之各構件與陰極結構群112之各構件。電絕緣隔板層130將典型地包括可用非水性電解質滲透之微孔隔板材料；舉例而言，在一個實施例中，微孔隔板材料包括具有至少50 Å，更典型地在約2,500 Å範圍內之直徑之孔隙，及在約25%至約75%範圍內，更典型地在約35%至55%範圍內之孔隙度。另外，微孔隔板材料可用非水性電解質滲透以准許載體離子在陽極及陰極群之相鄰構件之間傳導。在某些實施例中，舉例而言，且忽略微孔隔板材料之孔隙度，在充電或放電循環期間，陽極結構群110之構件與用於離子交換之陰極結構群112之最近構件(亦即，「相鄰對」)之間的電絕緣隔板材料中至少70 vol%為微孔隔板材料；換言之，微孔隔板材料構成陽極結構群110之構件與陰極112結構群之最近構件之間的電絕緣材料之至少70 vol%。藉助於其他實例，在一個實施例中，且忽略微孔隔板材料之孔隙度，微孔隔板材料構成分別陽極結構110群之構件之相鄰對與陰極結構112群之構件之間的電絕緣隔板材料層之至少75 vol%。藉助於其他實例，在一個實施例中，且忽略微孔隔板材料之孔隙度，微孔隔板材料構成分別陽極結構110群之構件之相鄰對與陰極結構112群之構件之間的電絕緣隔板材料層之至少80 vol%。藉助於其他實例，在一個實施例中，且忽略微孔隔板材料之孔隙度，微孔隔板材料構成分別陽極結構110群之構件之相鄰對與陰極結構112群之構件之間的電絕緣隔板材料層之至少85 vol%。藉助於其他實例，在一個實施例中，且忽略微孔隔板材料之孔隙度，微孔隔板材料構成分別陽極結構110群之構件之相鄰對與陰極結構112群之構件之間的電絕緣隔板材料層之至少90 vol%。藉助於其他實例，在一個實施例中，且忽略微孔隔板材料之孔隙度，微孔隔板材料構成分別陽極結構110群之構件之相鄰對與陰極結構112群之構件之間的電絕緣隔板材料層之至少95 vol%。藉助於其他實例，在一個實施例中，且忽略微孔隔板材料之孔隙度，微孔隔板材料構成分別陽極結構110群之構件之相鄰對與陰極結構112群之構件之間的電絕緣隔板材料層之至少99 vol%。 在一個實施例中，微孔隔板材料包含顆粒材料及黏結劑，且具有至少約20 vol.%之孔隙度(空隙分數)。微孔隔板材料之孔隙將具有至少50 Å之直徑且將典型地處於約250至2,500 Å範圍內。微孔隔板材料將典型地具有小於約75%之孔隙度。在一個實施例中，微孔隔板材料具有至少約25 vol%之孔隙度(空隙分數)。在一個實施例中，微孔隔板材料將具有約35%至55%之孔隙度。 微孔隔板材料之黏結劑可選自廣泛範圍的無機或聚合材料。舉例而言，在一個實施例中，黏結劑為選自由以下各者組成之群的有機材料：矽酸鹽、磷酸鹽、鋁酸鹽、鋁矽酸鹽及氫氧化物，諸如氫氧化鎂、氫氧化鈣等。舉例而言，在一個實施例中，黏結劑為衍生自含有偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟丙烯及其類似者之單體之氟聚合物。在另一實施例中，黏結劑為具有不同分子量及密度範圍中之任一者之聚烯烴，諸如聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯。在另一實施例中，黏結劑選自由以下各者組成之群：乙烯-二烯-丙烯三元共聚物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚縮醛及聚乙二醇二丙烯酸酯。在另一實施例中，黏結劑選自由以下各者組成之群：甲基纖維素、羧甲基纖維素、苯乙烯橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、聚丙烯醯胺、聚乙烯醚、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及聚氧化乙烯。在另一實施例中，黏結劑選自由以下各者組成之群：丙烯酸酯、苯乙烯、環氧樹脂及聚矽氧。在另一實施例中，黏結劑為前述聚合物中之兩者或更多者之共聚物或摻合物。 微孔隔板材料所包含之顆粒材料亦可選自廣泛範圍的材料。一般而言，此類材料在操作溫度下具有相對較低電子及離子導電率且並不在接觸微孔隔板材料之電池電極或集電器之操作電壓下腐蝕。舉例而言，在一個實施例中，顆粒材料具有小於1×10-4 S/cm之載體離子(例如鋰)之導電率。藉助於其他實例，在一個實施例中，顆粒材料具有小於1×10-5 S/cm之載體離子之導電率。藉助於其他實例，在一個實施例中，顆粒材料具有小於1×10-6 S/cm之載體離子之導電率。例示性顆粒材料包括顆粒聚乙烯、聚丙烯、TiO2 -聚合物複合材料、二氧化矽氣凝膠、煙霧狀二氧化矽、矽膠、二氧化矽水凝膠、二氧化矽乾凝膠、二氧化矽溶膠、膠態二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂、高嶺土、滑石、矽藻土、矽酸鈣、矽酸鋁、碳酸鈣、碳酸鎂或其組合。舉例而言，在一個實施例中，顆粒材料包含顆粒氧化物或氮化物，諸如TiO2 、SiO2 、Al2 O3 、GeO2 、B2 O3 、Bi2 O3 、BaO、ZnO、ZrO2 、BN、Si3 N4 、Ge3 N4 。參見例如P. Arora及J. Zhang,「電池隔板(Battery Separators)」 Chemical Reviews 2004, 104, 4419-4462。在一個實施例中，顆粒材料將具有約20 nm至2微米，更典型地200 nm至1.5微米之平均粒子尺寸。在一個實施例中，顆粒材料將具有約500 nm至1微米之平均粒子尺寸。 在一替代實施例中，微孔隔板材料所包含之顆粒材料可能受諸如燒結、黏結、固化等技術束縛，同時維持電解質進入所需之空隙分數以提供電池功能之離子導電率。 微孔隔板材料可例如藉由顆粒隔板材料之電泳沈積沈積，其中藉由諸如靜電引力或凡得瓦爾力之表面能、顆粒隔板材料之漿料沈積(包括旋轉或噴霧塗佈)、網版印刷、浸漬塗佈及靜電噴霧沈積來使粒子聚結。黏合劑可包括於沈積製程中；舉例而言，顆粒材料可與溶劑蒸發後沈澱之溶解黏結劑一起漿料沈積，在溶解黏結劑材料存在下電泳沈積，或與黏結劑及絕緣粒子等一起共電泳沈積。替代地或另外，黏合劑可在粒子沈積於電極結構之中或之上後添加；舉例而言，顆粒材料可分散於有機黏合劑溶液中且浸漬塗佈或噴射塗佈，繼而使黏結劑材料乾燥、熔融或交聯以提供黏著強度。 在組裝的能量儲存裝置中，微孔隔板材料用適用作二次電池電解質之非水性電解質滲透。典型地，非水性電解質包含溶解於有機溶劑中之鋰鹽。例示性鋰鹽包括無機鋰鹽，諸如LiClO4 、LiBF4 、LiPF6 、LiAsF6 、LiCl及LiBr；及有機鋰鹽，諸如LiB(C6 H5 )4 、LiN(SO2 CF3 )2 、LiN(SO2 CF3 )3 、LiNSO2 CF3 、LiNSO2 CF5 、LiNSO2 C4 F9 、LiNSO2 C5 F11 、LiNSO2 C6 F13 及LiNSO2 C7 F15 。使鋰鹽溶解之例示性有機溶劑包括環酯、鏈酯、環醚及鏈醚。環酯之特定實例包括碳酸伸丙酯、碳酸伸丁酯、γ-丁內酯、碳酸伸乙烯酯、2-甲基-γ-丁內酯、乙醯基-γ-丁內酯及γ-戊內酯。鏈酯之特定實例包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙酯、碳酸甲基丁酯、碳酸甲基丙酯、碳酸乙基丁酯、碳酸乙基丙酯、碳酸丁基丙酯、丙酸烷基酯、丙二酸二烷基酯及乙酸烷基酯。環醚之特定實例包括四氫呋喃、烷基四氫呋喃、二烷基四氫呋喃、烷氧基四氫呋喃、二烷氧基四氫呋喃、1,3-二氧雜環戊烷、烷基-1,3-二氧雜環戊烷及1,4-二氧雜環戊烷。鏈醚之特定實例包括1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、二乙醚、乙二醇二烷基醚、二乙二醇二烷基醚、三乙二醇二烷基醚及四乙二醇二烷基醚。 此外，根據一個實施例，包括微孔隔板130及其他陽極110及/或陰極112結構之二次電池102之組件包含允許組件起作用，甚至在二次電池102充電及放電期間發生之陽極活性材料132之膨脹的情況下起作用之構造及組成。亦即，組件可結構化以使得歸因於電極活性材料132在其充電/放電期間之膨脹之組件故障在可接受的限值內。引用併入 本文提及之所有公開案及專利，包括下列彼等項，均以全文引用的方式併入本文中用於所有目的，其併入程度如同各個別公開案或專利以引用的方式特定地且個別地併入一般。在有衝突的情況下，以本申請案(包括本文中之任何定義)為準。等效物 儘管已論述特定實施例，上述說明書為說明性且非限制性的。在審閱本說明書時許多變型將對熟習此項技術者而言變得顯而易見。實施例之完整範疇以及其等效物之完整範疇，及說明書，以及此類變體，應參照申請專利範圍確定。 除非另外指明，否則本說明書及申請專利範圍中所用之表示成分數量、反應條件等之所有數字瞭解為在所有情況中皆經術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則本說明書及附加申請專利範圍中所闡述之數值參數係可視設法獲得之所需特性而變化的近似值。
100‧‧‧能量儲存裝置102‧‧‧二次電池104‧‧‧電池殼體104a‧‧‧蓋子104b‧‧‧表面104c‧‧‧表面104d‧‧‧表面104e‧‧‧表面104f‧‧‧表面104g‧‧‧表面106‧‧‧電極總成106a‧‧‧電極總成組108‧‧‧電極限制組110‧‧‧陽極結構112‧‧‧陰極結構113‧‧‧第一縱向平面113a‧‧‧縱向平面113b‧‧‧縱向平面114‧‧‧橫截面115a‧‧‧底部115b‧‧‧頂部116‧‧‧第一縱向末端表面117‧‧‧縱向末端118‧‧‧第二縱向末端表面119‧‧‧縱向末端121‧‧‧平面123‧‧‧X-Y平面125a‧‧‧第一點125b‧‧‧第二點126a‧‧‧點126b‧‧‧點130‧‧‧隔板層132‧‧‧陽極活性材料層134‧‧‧陽極主結構136‧‧‧陽極集電器138‧‧‧陰極活性材料層140‧‧‧陰極集電器141‧‧‧陰極主結構142‧‧‧側表面144‧‧‧第一區域145‧‧‧第一橫向末端146‧‧‧第二區域147‧‧‧第二橫向末端148‧‧‧第一表面區域149‧‧‧第一最終末端150‧‧‧第二表面區域151‧‧‧一級生長限制系統152‧‧‧二級生長限制系統153‧‧‧第二最終末端154‧‧‧第一一級生長限制155‧‧‧三級生長限制系統156‧‧‧第二一級生長限制157‧‧‧第一三級生長限制158‧‧‧第一二級生長限制159‧‧‧第二三級生長限制160‧‧‧第二二級生長限制162‧‧‧第一一級連接構件164‧‧‧第二一級連接構件165‧‧‧三級連接構件166‧‧‧二級連接構件168‧‧‧接觸區域170‧‧‧接觸區域172‧‧‧末端174‧‧‧末端176‧‧‧孔隙182‧‧‧膠合層190‧‧‧陽極突片191‧‧‧突片延伸部分192‧‧‧陰極突片193‧‧‧突片延伸部分194‧‧‧陽極總線196‧‧‧陰極總線200‧‧‧孔隙202‧‧‧粒子204‧‧‧多孔基質300a‧‧‧點300b‧‧‧點301a‧‧‧點301b‧‧‧點302a‧‧‧點302b‧‧‧點303a‧‧‧點303b‧‧‧點1052‧‧‧頂部1054‧‧‧底部1056‧‧‧頂部1058‧‧‧底部1060‧‧‧內表面1062‧‧‧內表面1064‧‧‧外表面1066‧‧‧外表面1068‧‧‧頂部1070‧‧‧底部1072‧‧‧頂部1074‧‧‧底部1076‧‧‧頂部1078‧‧‧底部1080‧‧‧頂部1082‧‧‧底部1088‧‧‧區段1088a‧‧‧主要中部區段1088b‧‧‧第一及第二末端區段1089‧‧‧區段連接部分2000‧‧‧薄片2001‧‧‧邊緣2002a‧‧‧第一投影區域2002b‧‧‧第二投影區域
圖1A為具有陰極結構群及陽極結構群之電極總成之一個實施例之示意圖。 圖1B為具有陰極結構群及陽極結構群之電極總成之一個實施例之透視圖。 圖1C為具有陰極結構群及陽極結構群之電極總成之一個實施例之透視圖及第一縱向平面； 圖1D為說明陰極結構群及陽極結構群之橫截面積之電極總成之實施例之截面視圖。 圖1E為說明陽極結構之相對的表面區域之電極總成之實施例之截面視圖； 圖2A至圖2C為具有陰極結構群之電極總成之實施例之橫截面視圖 圖3為陰極活性材料層之實施例之示意圖。 圖4A至圖4B為具有含多孔陰極活性材料層之陰極結構之電極總成之實施例之橫截面視圖。 圖5A至5H展示電極總成之不同形狀及尺寸之例示性實施例。 圖6A說明沿著如圖1B中所示之線A-A'獲取之電極總成之實施例之橫截面，且進一步說明一級及二級生長限制系統之元件。 圖6B說明沿著如圖1B中所示之線B-B'獲取之電極總成之實施例之橫截面，且進一步說明一級及二級生長限制系統之元件。 圖6C說明沿著如圖1B中所示之線B-B'獲取之電極總成之實施例之橫截面，且進一步說明一級及二級生長限制系統之元件。 圖6D說明沿著如圖1B中所示之線A-A1'獲取之電極總成之實施例之橫截面。 圖7說明沿著如圖1B中所示之線A-A'獲取之電極總成之實施例之橫截面，其進一步包括電極限制組，包括一級限制系統之一個實施例及二級限制系統之一個實施例。 圖8說明電極總成上多孔生長限制之俯視圖之一個實施例。 圖9說明具有可壓縮陰極結構之能量儲存裝置或二次電池之實施例之分解視圖。
106‧‧‧電極總成
110‧‧‧陽極結構
112‧‧‧陰極結構
116‧‧‧第一縱向末端表面
117‧‧‧縱向末端
118‧‧‧第二縱向末端表面
119‧‧‧縱向末端
130‧‧‧隔板層
142‧‧‧側表面
144‧‧‧第一區域
145‧‧‧第一橫向末端
146‧‧‧第二區域
147‧‧‧第二橫向末端
148‧‧‧第一表面區域
149‧‧‧第一最終末端
150‧‧‧第二表面區域
153‧‧‧第二最終末端
194‧‧‧陽極總線
196‧‧‧陰極總線
2002a‧‧‧第一投影區域
2002b‧‧‧第二投影區域

Claims (41)

  1. 一種用於在充電與放電狀態之間循環之二次電池，該二次電池包含電池殼體、電極總成、載體離子及在該電池殼體內之非水性液體電解質，其中該電極總成包含陽極結構群、陰極結構群及電學上分隔該等陽極及陰極結構群之構件之電絕緣微孔隔板材料，其中該等陽極及陰極結構群以交替的順序配置在縱向方向上，該陽極結構群之各構件在該二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積A1且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積A2，該陰極結構群之各構件在該二次電池處於充電狀態下時具有第一橫截面積C1且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二橫截面積C2，且該等陽極及陰極結構群之構件之橫截面積在與該縱向方向平行之第一縱向平面中量測；該電極總成進一步包含電極限制組，其在充電與放電狀態之間該二次電池之循環後至少部分地限制該電極總成在該縱向方向上之生長，其中該電極限制組包含：一級生長限制系統及二級生長限制系統，其中(i)該一級生長限制系統包含第一及第二一級生長限制，及至少一個一級連接構件，該第一及第二一級生長限制在該縱向方向上彼此隔開且該至少一個一級連接構件連接該第一及第二一級生長限制，及(ii)該二級生長限制系統包含在第二方向上彼此隔開且藉由至少一個二級連接構件連接之第一及第二二級生長限制，其中在該二次電池循環後，該二級生長限制系統至少部分地限制該電極總成在第二方向上之生長，該第二方向與該縱向方向正交；該陰極結構群之各構件包含陰極活性材料層，該陰極活性材料含可壓 縮及彈性的填充劑粒子，且該陽極結構群之各構件包含陽極活性材料層，其具有當該二次電池自放電狀態充電至充電狀態時，每莫耳陽極活性材料接收超過一莫耳載體離子之容量，對於該陽極結構群之子組之構件中之每一者，A1大於A2，且對於該陰極結構群之子組之構件中之每一者，C1小於C2；其中該陰極結構群之子組之構件中之每一者中，C2與C1之比率為至少1.1：1；且該充電狀態為該二次電池之額定容量之至少75%，且該放電狀態小於該二次電池之額定容量之25%。
  2. 如請求項1之二次電池，其中該陽極結構群子組在該二次電池處於充電狀態下時具有第一中值橫截面積MAA1，且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MAA2，且該陰極結構群子組在該二次電池處於充電狀態下時具有第一中值橫截面積MAc1，且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MAc2，其中MAA1大於MAA2且MAC1小於MAC2。
  3. 如請求項1之二次電池，其中該陽極結構群子組包含至少五個構件，且該陰極結構群子組包含至少五個構件。
  4. 如請求項1之二次電池，其中該陽極結構群子組包含該全部陽極結構群之至少75%，且該陰極結構群子組包含該全部陰極結構群之至少75%。
  5. 如請求項1之二次電池，其中該陽極結構群之構件包含長度LA，且該 陰極結構群之構件包含長度LC，自該構件之底部延伸至該構件之頂部，該底部鄰近於該構件延伸之平面，且該頂部在該平面遠端，且其中該第一縱向平面垂直於該等長度LA及LC之方向。
  6. 如請求項1之二次電池，其中該陰極群之各構件包含正交高度HC、寬度WC及長度LC方向，且其中該長度LC與該高度HC及該寬度WC中之每一者之比率為至少5：1。
  7. 如請求項5之二次電池，其中該縱向平面在Z-Y平面中，其中Y對應於與該縱向方向平行之軸線，且Z對應於與縱向軸線正交且亦分別與該陽極結構群及陰極結構群之構件之該等長度LA及LC正交之軸線。
  8. 如請求項5之二次電池，其中該縱向平面在當沿著Y軸旋轉時距離Z-Y平面小於15度之平面中，其中Y軸對應於與該縱向方向平行之軸線，且Z對應於與該縱向軸線正交且亦分別與該陽極結構群及陰極結構群之構件之該等長度LA及LC正交之軸線。
  9. 如請求項5之二次電池，其中該縱向平面在當沿著Y軸旋轉時距離Z-Y平面大於45度但小於90度之平面中，其中Y軸對應於與該縱向方向平行之軸線，且Z對應於與該縱向軸線正交且亦分別與該陽極結構群及陰極結構群之構件之該等長度LA及LC正交之軸線。
  10. 如請求項5之二次電池，其中該縱向平面在XY平面中，其中該Y軸對 應於與該縱向方向平行之軸線，且X軸對應於與該縱向軸線正交且亦分別與該陽極結構群及陰極結構群之構件之該等長度LA及Lc平行之軸線。
  11. 如請求項1之二次電池，其中該陽極結構群子組之至少一個構件在該二次電池處於充電狀態下時具有第一中值橫截面積MLA1，且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MLA2，且該陰極結構群子組之至少一個構件在該二次電池處於充電狀態下時具有第一中值橫截面積MLC1，且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MLC2，其中該等中值橫截面積MLA1、MLA2、MLC1及MLC2在複數個與各構件之縱向方向平行之縱向平面中量測，且其中對於該陽極結構群子組之構件中之每一者，MLA1大於MLA2，且對於該陰極結構群子組之構件中之每一者，MLC1小於MLC2。
  12. 如請求項11之二次電池，其中該等中值橫截面積MLA1、MLA2、MLC1及MLC2為如在陽極及陰極結構群子組之至少三個縱向平面中量測之中值橫截面積。
  13. 如請求項2至12中任一項之二次電池，其中該陽極結構群子組之第一中值橫截面積MAA1在4.7×103μm2至6.8×106μm2範圍內，且該陽極結構群子組之第二中值橫截面積MAA2在1.6×103μm2至7.1×106μm2範圍內。
  14. 如請求項2至12中任一項之二次電池，其中該陰極結構群子組之第二中值橫截面積MAC2在1.05×103μm2至9.5×106μm2範圍內，且該陰極結構 群子組之第一中值橫截面MAC1在2.6×102μm2至9.03×106μm2範圍內。
  15. 如請求項11至12中任一項之二次電池，其中該陽極結構群之構件之子組在該二次電池處於充電狀態下時具有第一中值橫截面積MOA1，其為如在複數個與該子組之各構件之縱向方向平行之縱向平面中量測之橫截面積之中值(對於具有至少兩個構件之子組)，且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MOA2，其為如在複數個與該子組之各構件之縱向方向平行之縱向平面中量測之橫截面積之中值(對於具有至少兩個構件之子組)，且其中該陰極結構群之構件之子組在該二次電池處於充電狀態下時具有第一中值橫截面積MOC1，其為如在複數個與該子組之各構件之縱向方向平行之縱向平面中量測之橫截面積之中值(對於具有至少兩個構件之子組)，且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二中值橫截面積MOC2，其為如在複數個與該子組之各構件之縱向方向平行之縱向平面中量測之橫截面積之中值(對於具有至少兩個構件之子組)，且其中MOA1大於MOA2，且MOC1小於MOC2。
  16. 如請求項15之二次電池，其中該陽極結構群子組之第一中值橫截面積MOA1在100μm2至1.5×107μm2範圍內，且該陽極結構群子組之第二中值橫截面積MOA2在500μm2至3×107μm2範圍內。
  17. 如請求項1之二次電池，其中該陽極結構群之構件在該二次電池處於充電狀態下時具有第一寬度WA1，且在該二次電池處於放電狀態下時具有 第二寬度WA2，且其中該陰極結構群之構件在該二次電池處於充電狀態下時具有第一寬度WC1，且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二寬度WC2，且其中對於該陽極結構群之子組，WA1大於WA2，且對於該陰極結構群之子組，WC1小於WC2，寬度WA1、WA2、WC1及WC2在該縱向方向上量測。
  18. 如請求項17之二次電池，其中該等寬度在藉由具有正交X-Y平面之縱向平面之對等分形成之線處量測，其中該Y軸與該縱向方向平行，且該X軸與該等陽極及陰極結構群之構件之長度LA及LC之方向平行。
  19. 如請求項17至18中任一項之二次電池，其中該XY平面位於該等陰極結構之高度H之中點處，該高度在與該縱向方向及該等陽極及陰極結構群之構件之長度LA及LC之方向兩者正交之方向上量測。
  20. 如請求項17之二次電池，其中該XY平面位於沿著該等陰極結構之總高度H之25%至75%的任何地方之該等陰極結構之高度之位置處，該高度在與該縱向方向及該等陽極及陰極結構群之構件之長度LA及LC之方向兩者正交之方向上量測。
  21. 如請求項17之二次電池，其中該第一寬度WA1在50μm至2000μm範圍內，且該第二寬度WA2在15μm至2500μm範圍內。
  22. 如請求項17之二次電池，其中該第一寬度WC1在2μm至5000μm範圍 內，且該第二寬度WC2在5μm至5000μm範圍內。
  23. 如請求項17之二次電池，其中WA1與WA2之比率為至少1.01：1。
  24. 如請求項1之二次電池，其中該陰極結構群之構件包含多孔陰極活性材料層，且其中該陰極活性材料層在該二次電池處於充電狀態下時具有第一孔隙度P1，且在該二次電池處於放電狀態下時具有第二孔隙度P2，該第一孔隙度P1小於該第二孔隙度P2。
  25. 如請求項24之二次電池，其中該第一孔隙度P1不超過30%，且該第二孔隙度P2為至少約50%。
  26. 如請求項24至25中任一項之二次電池，其中該第二孔隙度P2與該第一孔隙度P1之比率為至少1.1：1。
  27. 如請求項1之二次電池，其中該二次電池具有在0.1C下至少5mA．h/cm2之面積容量。
  28. 如請求項27之二次電池，其中該二次電池具有至少75%之1C：C/10之速率容量。
  29. 如請求項1之二次電池，其中該陰極結構群之構件包含具有分散於基質中之粒子之陰極活性材料層。
  30. 如請求項28之二次電池，其中該陰極活性材料層包含選自由以下各者中之一者組成之群的陰極活性材料之粒子：分散於包含聚合材料之基質中之過渡金屬氧化物、過渡金屬硫化物、過渡金屬氮化物、鋰-過渡金屬氧化物、鋰-過渡金屬硫化物及鋰-過渡金屬氮化物。
  31. 如請求項29至30中任一項之二次電池，其中該等填充劑粒子包含含有聚合物之珠粒。
  32. 如請求項1之二次電池，其中該微孔隔板材料包含具有散佈於聚合基質中之絕緣粒子之可撓性膜。
  33. 如請求項1之二次電池，其中該陰極結構群之構件在100之psi下展現至少5%之橫截面積C減小。
  34. 如請求項1之二次電池，其中該一級生長限制系統限制該電極總成在該縱向方向上之生長，以使得歷經該二次電池20次連續循環該電極總成在該縱向方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。
  35. 如請求項1之二次電池，其中該二級生長限制系統限制該電極總成在該第二方向上之生長，以使得在該二次電池之重複循環後歷經20次連續循環該電極總成在該第二方向上之斐瑞特直徑之任何提高均小於20%。
  36. 如請求項1之二次電池，其中該陰極結構群之構件包含多孔陰極活性材料，其中處於放電狀態下該非水性液體電解質佔據之該多孔陰極活性材料之體積V2大於處於充電狀態下該非水性電解質佔據之該多孔陰極活性材料之體積V1。
  37. 如請求項36之二次電池，其中該非水性液體電解質佔據之該多孔陰極活性材料之體積V2與V1之比率為至少1.1：1。
  38. 如請求項1之二次電池，其中該陽極結構群之構件包含陽極活性材料，且該陰極結構群之構件包含陰極活性材料，對於自充電狀態放電至放電狀態，該陰極結構群之構件具有在0.1C下至少5mA．h/cm2之面積容量及至少80%之1C：C/10之速率容量。
  39. 如請求項38之二次電池，其中該面積容量為在0.1C下至少8mA．h/cm2。
  40. 如請求項38至39中任一項之二次電池，其中對於自充電狀態放電至放電狀態，該二次電池具有至少90%之1C：C/10之速率容量。
  41. 如請求項1之二次電池，其中該第二橫截面積C2與該第一橫截面積C1之比率在1.1：1至6：1範圍內。
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