"静的半固体充填セルエネルギー貯蔵システムであって、a1つ又は複数の静的半固体充填セルを含む静的セルスタックであって、各セルは、正極電流コレクタ、負極電流コレクタ、及び前記正電流コレクタと前記負電流コレクタとを隔てて正電気活性帯及び負電気活性帯を規定するように位置決めされて構成されるイオン透過膜を備える、静的セルスタックと、b複数のマニフォルドであって、i.第1のマニフォルドが、前記静的セルの前記正電気活性帯の第1の場所に流動性陽極材料を送るように構成され、ii.第2のマニフォルドが、前記静的セルの負電気活性帯の第2の場所に流動性陰極材料を送るように構成される、複数のマニフォルドと、c前記第1及び第2のマニフォルド内に収容され、前記静的セルのそれぞれを近傍の静的セルから封止するように構成される電子絶縁バリアと、を備える、静的半固体充填セルエネルギー貯蔵システム。前記静的セルを通して冷却物質を循環させて、前記セルから熱を放散させるように構成された少なくとも1つの流入口及び流出口をさらに備える、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。ガスが前記静的セルから解放されることを可能にするように構成された少なくとも1つの弁をさらに備え、陽極材料が前記ガスに関連する、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。ガスが前記静的セルから解放されることを可能にするように構成された少なくとも1つの弁をさらに備え、前記陰極材料が前記ガスに関連する、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記陽極及び陰極半固体は、前記陽極又は陰極半固体のうちの少なくとも一方の少なくとも一部の枯渇後に再調整されるように構成される、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記電子絶縁バリアは、前記マニフォルドからの挿入及び取り外しが可能なようにネジ切りされる、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記静的セルの前記第1及び第2の場所に収容された前記電極材料に塩懸濁液を添加するように構成された装置をさらに備える、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記陽極材料及び陰極材料のうちの少なくとも一方は、全体積の少なくとも5体積に存在する最大粒子の少なくとも1/5である最も細かい粒子が全体積の少なくとも5体積に存在する多分散サイズ分布を有するイオン貯蔵化合物粒子を含む、請求項7に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記陽極材料及び陰極材料のうちの少なくとも一方は導電性添加剤を含む、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記陽極材料及び陰極材料のうちの少なくとも一方はレドックスメディエータをさらに含む、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記陽極及び陰極材料のうちの少なくとも一方は、少なくとも1μmの直径を有する粒子を含む、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記陽極及び陰極材料のうちの少なくとも一方は、少なくとも10μmの粒子を含む、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。前記複数のマニフォルドは取り外し可能である、請求項1に記載の静的エネルギー貯蔵システム。静的セルエネルギー貯蔵システムを製造する方法であって、a静的セルを提供する工程であって、前記静的セルは、陽極半固体を収容する第1の下位組立体及び陰極半固体を収容する第2の下位組立体を有する、工程と、b前記陽極半固体を前記第1の下位組立体に送るように構成された第1のマニフォルドに前記静的セルを接続する工程と、c前記陰極半固体を前記第2の下位組立体に送るように構成された第2のマニフォルドに前記静的セルを接続する工程と、d前記静的セル外部の場所から前記第1及び第2のマニフォルドを通して前記第1及び第2の下位組立体に陽極及び陰極半固体を移送する工程と、e前記第1のマニフォルドの流入口及び流出口内に電子絶縁部材を挿入し、それにより、各第1の下位組立体を分離する工程と、f前記第2のマニフォルドの流入口及び流出口内に電子絶縁部材を挿入することによって各第2の下位組立体を分離する工程と、を含む、方法。前記静的セルの前記第1及び第2の場所は、粉体物質を含むように事前構成される、請求項14に記載の方法。前記第1及び第2の場所の温度は、陽極又は陰極材料の添加前に上げられる、請求項14に記載の方法。前記陽極材料及び陰極材料のうちの少なくとも一方は、第1の化学的状態で前記下位組立体のそれぞれに導入され、前記陽極材料及び前記陰極材料のうちの前記少なくとも一方を前記下位組立体のそれぞれで第2の化学的状態に変換し、前記第1の状態は前記第2の状態よりも低い粘度を有する、請求項14に記載の方法。前記陽極材料及び陰極材料のうちの少なくとも一方の化学的状態は、前記陽極及び陰極材料の導入後、塩を前記下位組立体のそれぞれに加えることによって化学的に変換される、請求項17に記載の方法。前記陽極材料及び陰極材料のうちの少なくとも一方は、粉体物質として前記下位組立体のそれぞれに導入される、請求項14に記載の方法。前記粉体物質の導入後、電解質を前記下位組立体のそれぞれに加える工程をさらに含む、請求項19に記載の方法。前記陽極又は陰極半固体が前記第1及び第2のマニフォルドに入る前、前記第1及び第2の下位組立体の温度を上げる工程をさらに含む、請求項14に記載の方法。前記陽極及び陰極材料のうちの少なくとも一方は泡として導入される、請求項14に記載の方法。静的セルエネルギー貯蔵システムを製造する方法であって、a静的セルを提供する工程であって、前記静的セルは、陽極半固体を収容する第1の下位組立体及び陰極半固体を収容する第2の下位組立体を有し、前記第1の下位組立体は、前記陽極半固体を受容する1つ又は複数の第1の開口部を含み、前記第2の下位組立体は、前記陰極半固体を受容する1つ又は複数の第2の開口部を含む、工程と、b前記陽極半固体を前記第1の下位組立体に送るように構成された第1のマニフォルドに前記静的セルを接続する工程と、c前記陰極半固体を前記第2の下位組立体に送るように構成された第2のマニフォルドに前記静的セルを接続する工程と、d前記第1及び第2のマニフォルドを通して前記第1及び第2の下位組立体に陽極及び陰極半固体を移送する工程と、e前記第1及び第2のマニフォルドを取り外して、前記第1及び第2の開口部を封止する工程と、を含む、方法。0055本発明の例示的な実施形態は、電気化学的活性半固体が充填されるか、又は詰められた電気化学的活性粒子チャンバを利用する半固体電池装置を提供する。この設計は、微粒子に基づく陰極及び陽極を事前に組み立てられた区画内で製造するとともに、電流コレクタ及びセパレータを製造することにより、経済的恩恵を提供し、製造の複雑性を低減する。さらに、この設計は、非水性及び水性電解質電池化学的性質と併用される。本発明の1つ又は複数の実施形態は、本明細書に記載される電池を超えて任意の他の適した電池セルに使用されることもできる。0056例示的な実施形態による静的セルの特徴を図1に示す。図1は静的マルチセルスタックシステム100を示し、このシステム100はセル110a、110b、110c、及び110dを含む。セル110a、110b、110c、及び110dは、イオン透過セパレータ118a、118b、118c、118dによって隔てられた正極電流コレクタ図示せず及び負極電流コレクタ図示せずを含む。電流コレクタは、薄いシートの形態であってよく、セパレータから離間される。正極電流コレクタ及びイオン透過セパレータは、正流動性電極活性材料を収容する、以下、正電気活性帯と呼ばれるエリア180を規定する。負極電流コレクタ及びイオン透過セパレータは、負流動性電極活性材料を収容する、以下、負電気活性帯と呼ばれるエリア170を規定する。静的セルの製造では、正及び負極例えば、陽極及び陰極のそれぞれ材料は、マニフォルド120及び130を介してセル110a~dにそれぞれ導入される。セルが陽極区画180と陰極区画170との対により表されることを理解されたい。例えば、陽極材料は、流入口120aにおいてマニフォルド120に入る。マニフォルド120は、前はシステム100の外部に貯蔵されていた陽極材料を複数の陽極区画180に送る。同様に、陰極材料は、流入口130aを介してマニフォルド130を通してシステム100に導入される。このプロセスの前は、陽極及び陽極区画180及び170には実質的に、電極材料がない。0057正極又は負極活性材料のうちの少なくとも一方は、半固体又は濃縮イオン貯蔵液体反応物質を含み得る。半固体とは、例えば、半固体、粒子懸濁液、コロイド懸濁液、乳濁液、ゲル、又はミセル等の、液相と固相との混合物である材料を意味する。濃縮イオン貯蔵液体又は濃縮液体は、水性フローセル陽極液又は陰極液の場合のように液体が単なる溶媒ではなく、液体自体がレドックス活性であることを意味する。当然、そのような液体形態は、希釈剤と混合して、イオン貯蔵液体を含む低溶融液相、乳濁液、又はミセルを形成することを含め、そのような希釈剤又は溶媒である別の非レドックス活性液体で希釈してもよく、又はそのような液体と混合してもよい。0058陽極又は陰極材料は、流動性半固体又は濃縮液体組成物である。流動性陰極半固体本明細書では陰極液と呼ばれる及び/又は流動性陽極半固体陽極液は、電気化学活性剤陰極微粒子及び/又は陽極微粒子及び任意選択的に、導電粒子の懸濁液から構成される。これらの流動性半固体は、区画180又は170の充填に使用される。陽極粒子及び導電粒子は、電解質中に共に懸濁されて陽極半固体を生成する。陰極粒子及び導電粒子は、電解質中に共に懸濁されて陰極半固体を生成する。半固体は、圧力の付加、重力、又は力を半固体に加える他の場の付加により、且つ任意選択的に機械的振動を用いて流動可能である。0059本発明の実施形態によるセルの製造中、陰極液及び/又は陽極液は、未充填電池区画、すなわち、180及び170に導入されてから、電池が封止される。流動性半固体は区画170、180に導入されて、任意の許容可能な方法を使用してセルを充填する。例えば、システム100への陽極又は陰極材料の流れは、振動、超音波撹拌、又は剪断により開始又は促進され得る。この流動開始は、材料が区画180及び170に入る前に行い、粘度を低減するとともに、懸濁液の安定性を促進し得る。充填されると、個々のセルは封止されさらに詳細に後述するように、各セルは、隣接セルと物理的に分離されるが、電気的に接続された状態で動作する。0060この設計は、電池ユニットが様々なフォームファクタを採用することを提供し、それにより、電池を、特定用途に特化した形状及びサイズに構築することができる。陽極及び陰極区画180、170の形状及び設計により、結果として生成される電池の形状及び設計が決まる。様々な電極材料、例えば、半固体成分、セパレータ、及び区画容積の使用により、電池の電力及びエネルギー能力が決まる。0061システム100は、陽極及び陰極チェック弁140及び150のそれぞれも含む。チェック弁は、セルの製造中、陽極又は陰極材料を陽極又は陰極区画のそれぞれに流すように設計される。チェック弁140及び150は、システム100からの電極材料の漏れを防ぐ。陽極解放弁160は、陽極区画180内に形成されるガス反応物質を解放させる。陰極解放弁190は、陰極区画170内に形成されるガス反応物質を解放させる。陽極チェック弁140及び陰極チェック弁150は、セルの動作の課程中、陽極又は陰極材料の流れを遮断することができる。チェック弁140及び150は、システム100からの電極材料の漏れを防ぐ。0062半固体電解質の組成は、静的フローセルでの材料の流れ、及び充填均一性、及び密度を向上させるように選択される。0063ある実施形態では、陽極又は陰極粒子は、少なくとも1μm、好ましくは少なくとも10μmの有効径を有する。0064ある実施形態では、流動可能な半固体をなお維持しながら、半固体懸濁液の粒子充填密度を増大させ、ひいてはエネルギー密度を増大させるために、イオン貯蔵化合物粒子は、全体積の少なくとも5体積に存在する最大粒子の少なくとも1/5である最も細かい粒子が全体積の少なくとも5体積に存在する多分散サイズ分布を有する。0065ある実施形態では、流動可能な半固体をなお維持しながら、半固体懸濁液の粒子充填密度を増大させ、ひいてはエネルギー密度を増大させるために、イオン貯蔵化合物粒子は、2つの最大のサイズが少なくとも5倍異なる二様分散サイズ分布すなわち、分布に粒子数と粒子サイズとの2つの最大があるを有する。0066ある実施形態では、半固体内のイオン貯蔵化合物粒子のサイズ分布は多分散であり、粒子充填率は少なくとも50体積、好ましくは少なくとも55体積、より好ましくは少なくとも60体積であり、さらに好ましくは少なくとも65体積であり、さらにより好ましくは少なくとも70体積である。0067ある実施形態では、高粒子充填密度を同時に達成しながら、半固体懸濁液の流動性を増大させ、粘度を低減するために、粒子は、少なくとも等軸、好ましくは球形の形態を有する。ある実施形態では、球形粒子は高密度であり、他の実施形態では、球形粒子は多孔性である。ある実施形態では、球形粒子は、粒子懸濁液を噴霧乾燥して、より小さな粒子の球形凝集体を得ることにより作られる。0068ある実施形態では、半固体懸濁液に使用されるイオン貯蔵材料の粒子は、表面力が、乾燥中に高いタップ密度を達成し、半固体懸濁液を形成する際に高充填密度の達成するのを妨げない程、十分に大きい。ある実施形態では、粒子サイズは少なくとも1μmであり、好ましくは少なくとも10μmである。0069ある実施形態では、高粒子充填密度は、セラミック処理及びコロイド化学の当業者に周知の分散剤及び界面活性剤を使用することにより、流動性及び低粘度と一緒に達成される。これらの添加剤は、例えば、粒子上に吸収される際に立体斥力を提供するために使用されるC6~C12主鎖を有する有機分子であり得る。そのような添加剤の例は、ステアリン酸及び市販の界面活性剤TritonX100である。0070ある実施形態では、レドックスメディエータは、半固体懸濁液内の電荷移動を向上させるために使用される。ある実施形態では、レドックスメディエータはFe2、又はV2、V3、又はV4に基づく。一実施形態では、レドックスメディエータはフェロセンである。0071一実施形態では、フロー電池は、従来の水性又は非水性フロー電池でのように溶解したレドックスイオンを使用するが、陰極液及び/又は陽極液は、溶媒としてイオン液体を使用することにより、そのようなイオンの溶解性を増大させる。ある実施形態では、レドックスの化学的構造はFe-Cr、バナジウムレドックス、又は亜鉛-ハロゲン化学的構造である。0072ある実施形態では、導電粒子は、固体充填率を最適化させ、半固体の正味電子導電性を増大させ、且つ半固体のレオロジー挙動を向上させる、球形、血小板、又は棒状を含み得る形状を有する。低アスペクト又は実質的に等軸の粒子がよく流れる傾向を有するが、それらは低充填密度を有する傾向を有する。0073ある実施形態では、粒子は複数のサイズを有し、小さな粒子を大きな粒子の隙間に配置することにより、充填率を増大させる。特に、粒子サイズ分布は二峰性であることができ、この場合、大きな粒子モードの平均粒子サイズは、小さな粒子サイズの平均粒子サイズの少なくとも5倍である。大きな粒子と小さな粒子との混合により、セル充填中の材料の流れが向上し、充填されたセル内の固体容積率及び充填密度が増大する。0074ある実施形態では、半固体を未充填電池下位組立体レセプタクルに注入する前後、充填中の流れ及び充填セルの充填密度に役立つように、懸濁液の性質を変更することができる。0075ある実施形態では、粒子懸濁液はまず、界面活性剤分子により生じる反発粒子間立体斥力により安定化される。粒子懸濁液が未充填電池下位組立体レセプタクルに注入された後、化学的処理又は熱処理により、これらの表面分子を崩すか、又は蒸発させて、緻密化を促進することができる。ある実施形態では、懸濁液の立体斥力は、注入中に断続的に変更される。0076例えば、粒子懸濁液はまず、反発粒子間静電二重層力により安定化されて、粘度を低減することができる。反発力は、粒子間の引力を低減し、凝集を低減する。粒子懸濁液が未充填電池下位組立体レセプタクルに注入された後、粒子の表面をさらに変更して、粒子間反発力を低減し、それにより、粒子の引きつけ及び充填を促進することができる。例えば、食塩水等のイオン溶液を懸濁液に添加して、反発力を低減し、凝集及び緻密化を促進し、注入後に充填される固体率の増大を促すことができる。ある実施形態では、懸濁液注入中に塩を断続的に添加して、増分層で密度を増大させる。0077ある実施形態では、セル区画には、界面活性剤又は分散剤の添加により、静電二重層又は短距離立体斥力により誘発される粒子間の反発力により安定化された粒子懸濁液が充填される。充填に続き、粒子懸濁液は、懸濁液の塩濃度を増大させることにより凝集し高密度化される。好ましい実施形態では、添加される塩は、電池の作動イオンworkingionの塩であり、例えば、リチウムイオン電池のリチウム塩であり、添加されると、液相をイオン伝導電解質にする。液相は溶媒を含み、溶媒は次に、例えば、リチウム再充電可能電池の電解質の溶媒成分として使用され、1つ若しくは複数のアルカリ炭酸塩又は1つ若しくは複数のイオン液体であり得る。塩濃度を増大すると、粒子間に反発を生じさせる電気二重層は潰れ、誘因相互作用が粒子を塊状にし、凝集させ、又は固め、又は高密度化させる。これにより、例えば、網状電極を形成するチャンバに懸濁液を注ぎ、又は注入し、又はポンピングすることにより、低粘度を有しながら、電池の電極を懸濁液から形成することができ、次に、懸濁液内の粒子を固めて、導電性を向上し、充填密度を高め、サービス寿命を延ばすことができる。0078ある実施形態では、注入可能且つ流動可能な半固体は、固定化により流動性をなくす。ある実施形態では、固定化は、光重合の作用により実行される。ある実施形態では、固定化は、未充填電池下位組立体により伝送される波長を有する電磁放射線の作用により実行される。いくつかの特定の実施形態では、1つ又は複数の添加剤が流動性半固体に添加されて、流動性半固体の固定化を促進する。0079ある実施形態では、注入可能且つ流動可能な半固体は、可塑化により流動性をなくす。ある実施形態では、注入可能且つ流動可能な半固体のレオロジー性は、より薄い薬剤、より濃い薬剤、又は可塑化剤の添加により変更される。ある実施形態では、これらの薬剤は、処理性を促進し、流動状況下及び区画充填動作下での半固体の組成均一性の維持に役立つ。いくつかの特定の実施形態では、1つ又は複数の添加剤が流動性半固体に添加されて、処理要件に適合するように流動性を調整する。0080ある実施形態では、半固体は、温度、温度変動、振動、圧力、放射線、及び磁場等の所定の環境条件に合うように調整される。0081ある実施形態では、レセプタクルは、事前に加熱され、高温半固体が充填される。ある実施形態では、周囲温度の半固体は流動性媒質ではない。ある実施形態では、半固体はマイクロ波放射を注入中に受ける。0082ある実施形態では、電気化学活性粒子及び導電粒子は、泡内に懸濁され、未充填電池下位組立体レセプタクルに流入させられる。ある実施形態では、導電粒子は泡内に一緒に懸濁される。ある実施形態では、発泡媒質が導電高分子で構成される。ある実施形態では、充填後に液体電解質を泡に浸透させる。ある実施形態では、液体電解質は泡を潰す効果を有し、それにより、結果として生成される構造の固体率を増大させる。0083或いは、半固体からの流動的に乾燥している粉末、又は実質的に乾燥している粉体を使用して、陽極及び陰極区画180、170を充填する。粉体は、圧力印加、重力、又は粒子に力を加える他の印加される場の状況下で、任意選択的には機械的振動を用いて流動可能である。液体電解質又は液体電解質と導電粒子及び/又はイオン貯蔵粒子との半固体混合物を次に使用して、陽極又は陰極内の乾燥粉体粒子間の空間が充填される。0084ある実施形態では、レセプタクルには、乾燥粉体混合物が充填され、続けて、流体電解質又は電解質と固体粒子との半固体混合物が浸透する。ある実施形態では、固体粒子は導電体、イオン伝導体、イオン貯蔵化合物、又は水のゲッター、酸、又は電解質中の他の不純物である。0085ある実施形態では、レセプタクルには、より大きな電子化学活性粒子の乾燥粉体が充填され、続けて上述した複数の活性粒子/伝導/電解質半固体が浸透する。この2ステップ充填プロセスは、活性粒子のサイズの多様性を用いて固体充填率を増大させる。0086セル区画に電気活性半固体が充填されると、個々のセルは隣接セルから分離されて、分流の発生を防ぐ。電極材料は、装置の動作中、共通のマニフォルドを通してセル区画に供給されるため、分流が生じて、装置内の1つ又は複数のセル区画をすり抜け得る。陽極から陽極及び陰極から陰極への分流の発生は、スタック電圧を低減させる。0087ある実施形態では、1つ又は複数の外部マニフォルドを使用して、流動性半固体電気活性材料を電極区画に導入することができ、外部マニフォルドは、電池製造後に取り外すことができる。説明のための例を図11に示す。この場合、マニフォルドは、電極材料準備された半固体又は代替として段階的な成分の区画への導入に役立つが、充填後に取り外される。電池モジュールに固定する前、マニフォルド組立体に材料を事前に入れてもよく、又は空であってもよい。マニフォルド組立体及び電池モジュールは、例えば、周囲ガスケットを使用して一緒に封止される。マニフォルド自体は、単一のスロット型出口図11参照、複数のスロット型ポート、又はそれぞれが電極ポートに位置合わせされた複数の個別化されたポートを有し得る。区画充填は、機械的押し出し、上流加圧、下流吸引の両方、又は両方を含む流入口と流出口との間での圧力差の印加、重力、振動、又はそれらの組み合わせ、又は本明細書内に記載される任意の変形を含め、多くの手段のうちの任意の1つにより達成される。ある実施形態では、半固体を含む流体は、マニフォルドを通って区画に流入する。他の実施形態では、半固体を含む流体は、マニフォルドに事前に入れられ、外力を介して区画に流入する。例えば、ピストン又は圧力をかけて、流れを促進することができる。マニフォルド組立体は、区画充填に続けて取り外すことができ、そのとき、電極ポートは、例えば、エポキシ等の適用される硬化物質、機械部品若しくは一揃いのそのような部品の挿入、適した封止特徴を有する面板、電池モジュール全体を囲むハーメチックパウチ若しくはバッグ、又はそれらの組み合わせ及び変形を使用して封止される。0088図11に示されるように、外部マニフォルドは電池組立体の上流側に存在する。他の実施形態では、外部マニフォルドは電池組立体の下流側又は出口側に存在する。さらに他の実施形態では、2つの外部マニフォルドを使用することができ、一方の外部マニフォルドは電池組立体の上流側に存在し、他方の外部マニフォルドは、電池組立体の下流側又は出口側に存在する。0089ある実施形態では、充填後、封止剤が半固体供給口に注入される。0090ある実施形態では、充填後、非導電性封止剤が半固体供給口に注入される。0091ある実施形態では、非導電性ロッドが単一の半固体供給口に注入され、マニフォルド内の半固体の部分を変位させ、そこに留まって分流回避装置を提供する。0092ある実施形態では、非導電性封止剤が単一の半固体供給口に注入され、マニフォルド内の半固体の部分を変位させ、そこに留まって分流回避装置を提供する。0093図4a、図4b、図4c、及び図4dは、本発明により構築されたマルチセルスタックの様々な図を示す。これらの図は、充填セルスタックの分離を説明する。スタック400は、図1に示されるようなマルチセルスタックである。陰極液を受容する少なくとも1つのマニフォルドがあり、陽極液を受容する少なくとも1つのマニフォルドがあることを理解されたい。流動性正極又は負極活性半固体材料は、流入マニフォルド430a及び430bのそれぞれを通してスタック400に導入され、図4dに示されるように、個々のセル内のガスを変位させる。例えば、ポート420を介して陽極液及び陰極液半固体は、システム400に含まれる各セルに配置された未充填下位組立体図示せずに注入される。ポート420は、図4b及び図4cに示されるバックプレート210aに配置される。この実施形態では、陽極及び陰極流入弁が閉じられ、その一方で、陽極液及び陰極液が、マルチセルスタック400内部の陽極及び陰極マニフォルドを通るように強制されることを理解されたい。電解質は、半固体が各レセプタクルの完全な容積を変位するまで、システムに注入される。図4dに示されるように、陽極又は陰極半固体がシステムに注入される際、溢れが生じ得ることがある。図4dに示されるように、半固体が区画容積を完全に充填すると、これもまた図4dに示されるように、電子絶縁ロッド410がマニフォルド430a及び430bに挿入される。ロッド410は続けて、ポート401を通して流入マニフォルド430a、430bに挿入される。これは、マニフォルド内の半固体を変位させ、出口マニフォルド440a、440bの出口を通して余分な半固体を押し出し、個々の各セルへの入口を封止する。出口マニフォルド440a及び440bは両端部に開口部を有するが、代替の実施形態は、単一の開口部を有する出口マニフォルドを含み得る。ロッド410が、入口401を介して流入マニフォルド430a及び430bに挿入された後、第2のロッドが、ポート402aを介して出口マニフォルド440a及び440bに挿入される。これは半固体を変位させ、余分な半固体が、残りの開いている出口402bを通して押し出される。第2のロッドも各セルからの出口を封止し、それにより、各セルを近傍セルから効率的に分離する。マルチスタック400が使用中である間、ロッド410は所定位置に留まり、分流への抵抗を提供する。セルはまだ、各電流コレクタ間の配線を通して電気接続した状態のままである。0094図5は、個々のセルを密閉する代替の実施形態である。図4と同様に、この実施形態でも、陽極液及び陰極液がセル500に注入される。しかし、ロッドとは対照的に、電子絶縁封止剤510がセルに注入される。封止剤はセル内に残り、分流への抵抗を提供する。0095ロッド及び/又は絶縁封止剤が除去可能なことが意図される。例えば、ロッドにネジ切りすることができ、マニフォルド通路にネジを回して出し入れすることができる。1つ又は複数の実施形態では、ロッド及び/又は絶縁封止剤は除去され、フローセルスタックからは電極材料がなくなってしまう。次に、セルを奇麗にして、新鮮な材料を再び入れることができる。0096図2は、構築された静的セルシステムの代替の実施形態である。図示されるように、システム100のこの構築バージョンは、電流コレクタ215a、215b、端板210a、210b、及びシステム200を端板210aと210bとの間に維持するために使用される複数のボルト240を組み込む。図1と同様に、システム200は、陽極流入口240a及び陰極流入口250aを含み、これらにより、陽極及び陰極材料のそれぞれをシステム200に導入することができる。図示されていないが、流入口240a及び250aは、電極材料をマルチスタックシステムに含まれる各セルに分配するマニフォルド装置に接続される。陽極流出口240b及び陰極流出口250bにより、陽極及び陰極材料のそれぞれを排出することができる。例えば、システム内で使用される電極材料は、流出口240b及び250bを介して枯渇した材料をシステム200から排出させることにより、再び入れることができる。比較的低い固体率の半固体を流入口に注入し得るが、流出口を介して懸濁液流体の浮遊物を抽出し得る。除去されると、電極材料を、可能な再使用のために再調整し得る。この実施形態では、チェック弁が流出口240b及び250bに一体化される。さらに、陽極及び陰極圧力解放弁260a、260b、290a、及び290bが、電極材料の使用に関連するガス蓄積の解放を提供する。代替的に、真空を印加して、ガスをシステムから抽出し得る。0097システム200は冷却剤口230a及び230bも含む。例示的な実施形態では、ポート230aを介して導入される冷却剤材料は、陽極板と陰極板270との間をチャネルを通して循環する。冷却剤は、動作中、システム200に連続して供給される。循環した冷却剤材料は、流出口230bにおいてシステム200から出る。冷却剤は、システム200に、複数のセルの動作結果としての熱を放散させる任意の適した材料であることができる。システム200に含まれるセルが双極板で構成されることを理解されたい。したがって、各セルは、陽極材料の下位組立体及び陰極材料に別個の下位組立体を有する。0098図3はシステム200の切り欠き図である。矢印310、320、及び330は、システム200に導入される陰極材料、冷却剤材料、及び陽極材料の流れる方向を示す。例えば、陽極材料は、流入口240aを介してシステムに入り、陽極板340に移される。同様に、陰極材料は、流入口250aを介してシステムに入り、陰極板350に移される。図示されるように、冷却剤は、流入口230aを介してシステムに入り、システム200の全体を通って循環する。電極材料及び冷却剤材料は、流入口を介してシステム200に入り、電流コレクタ370、陰極スタータ板340a、及び膜セパレータ360の対応する開口部を通過してから、陽極板又は陰極板350、340のいずれかにそれぞれ到達する。0099好ましい実施形態では、未充填電池下位組立体は、充填に続き双極電池になる双極スタック構造を有する。0100ある実施形態では、未充填電池下位組立体は、動作中に循環する冷却剤流体の導管を含む。0101ある実施形態では、イオン透過膜は、ポリエチレンオキシドPEO高分子シート又はNafion膜を含む。0102ある好ましい実施形態では、未充填電池下位組立体のレセプタクルアスペクト比は、電流コレクタ及びセパレータに面するエリアが、セパレータと電流コレクタとの間の距離と比較して大きいようなものである。0103ある実施形態では、電極電流コレクタへの電流及び/又は電圧接続は、半固体充填前、未充填電池下位組立体の一体構成要素である。0104ある実施形態では、電極電流コレクタへの電流及び/又は電圧接続は半固体充填後に組み立てられる。0105ある実施形態では、レドックスフローエネルギー貯蔵装置は、1つ又は複数の基準電極をさらに含む。0106ある実施形態では、電極電流コレクタは網状であり、集電体平面に投影される表面積に対して集電体の表面積を増大させる。0107ある実施形態では、電極電流コレクタは、発泡体、織物、メッシュ、又は畝、溝、若しくは他の様式で網状の表面を有する板である。0108ある実施形態では、電極電流コレクタは、活性粒子と作業電極内の電極電流コレクタとの距離を低減するような形状である。0109ある実施形態では、セパレータは、活性粒子と作業電極内のセパレータとの距離を低減するような形状になっている。0110ある実施形態では、未充填電池下位組立体の寸法は標準のプリズム電池に一致する。0111ある実施形態では、未充填電池下位組立体の寸法は標準の円筒形電池に一致する。0112ある実施形態では、未充填電池下位組立体の外形は、車等の別の装置での使用可能性を最大化するように構築される。そのような形状の例は、湾曲を有する管、くさび形、及び半トーラスを含む。0113ある実施形態では、未充填電池下位組立体は、電池製造中、電池の初期電気化学調整中形成と呼ぶ中、又は使用中に形成され得るガス反応物質を除去できるようにする一方向フロー制御ガスベントを組み込む。0114ある実施形態では、未充填電池下位組立体は、それぞれが複数の陽極及び/又は陰極チャンバに供給する入力供給口を有する。ある実施形態では、絶縁が挿入されて、単一の入力供給口の全長を充填する。ロッドは、双極装置において、電池使用中の分流除去装置として機能する。0115ある実施形態では、未充填電池下位組立体は入力供給口を有し、各入力供給口は複数の陽極及び/又は陰極チャンバに供給する。ある実施形態では、非導電性封止剤が注入されて、単一の入力供給口の全長を充填する。非導電性封止剤は、双極装置での電池使用中、分流除去装置として機能する。0116図6は、凸凹を有する電流コレクタを示す。この例示的な実施形態では、導電性ポストが電流コレクタに含まれる。ポストは、表面積から集電体の表面積を増大させ、電流コレクタに垂直に突出する。電気化学活性粒子と電流コレクタとの間の導電路は、ポストにより低減する。示されてはいるが、ポスト610が円柱形でなくてもよいことを理解されたい。例えば、ポストは多面体断面を有してもよく、半固体流を向けるように位置合わせされた半軸を有する楕円形断面であってもよく、ポストは斜めであってもよく、ポストは、一定しない断面を有してもよい。0117図7は、充填マルチセルスタックシステムを製造する方法を示す。実施形態では、単体セルが事前形成され、充填され、テストされてから、最後にスタックに組み立てられる。例えば、陰極板701及び陽極板702からなる双極板がシステム700に示される。陰極板は、陰極液流入口710及び陰極液流出口711を有する。陽極板は、陽極入力口721及び陽極流出口704bを有する。703a、703b、及び704bで表される冷却剤口は両方の板に共通である。図示されない別の冷却剤流出口がポート704bに位置合わせされる。さらに、各板はボルトチャネルを含んでよく、ボルトチャネルは、スタックの製造中、後続ステップに使用されてよい。例えば、板は、射出成形、金属スタンピング、又は機械加工により製造されてよい。これらの各板は、陰極液及び陽極液を注入して収容し得る容器を有する。セパレータ730が、これらの板上の区画間に配置され、ユニットセルが圧縮される。ユニット毎に、陰極液740及び陽極液741が、適切なポートを通して注入され、ユニットセルが封止される750に示されるように。これにより、製造前に、各ユニットセルを個々にテストすることができる。組立体は直列に積み重ねられ得る。代替的に、組立体は、2つのセルが組み合わせられ、組み立てられ、テストされる、対毎に構成し得る。この構成は、4ユニットセルスタックに組み立てられてテスト等され得る。例えば、電気化学的テスト及び圧力テストが実行され得る。一連のそのようなセルをスタック760に組み立てることができる。0118図8は、マルチセルスタックを製造する代替の方法である。この実施形態では、単一のユニットセルが実行され、充填され、テストされてから、最後にスタックに組み立てられる。例えば、陰極板801及び陽極板810からなる双極対が製造される。陰極板は、陰極液流入口803a及び陰極液流出口802aを有する。陽極板は、ポート803a及び802aにそれぞれ対応する、対応するポート803b及び802bを有する。陽極板は、陽極入力口807b及び陽極流出口804bを有する。陰極板は、ポート804bに対応する、対応するポート804aを有する。ポート807bに対応する陰極板ポートを理解されたい。805a、805b、及び806bで表される冷却剤口は、両方の板に共通である。図示されない別の冷却剤流出口がポート807bに位置合わせされる。各板はボルトチャネルを含むこともでき、ボルトチャネルは、スタックの製造中、後続ステップに使用され得る。例えば、板は、射出成形、金属スタンピング、又は機械加工により製造され得る。これらの各板は、陰極液及び陽極液を注入して収容し得る容器を有する。セパレータ821が、これらの板上の区画間に配置され、ユニットセルが圧縮される。これにより、製造前に、各ユニットセルを個々にテストすることができる。組立体は直列に積み重ねられ得る。代替的に、組立体は、2つのセルが組み合わせられ、組み立てられ、テストされる、対毎に構成し得る。例えば、この構成は、4ユニットセルスタックに組み立てられてテスト等されることができる。したがって、電気化学的テスト及び圧力テストが実行され得る。一連のそのようなセルをスタック820に組み立てることができる。スタックの組み立て後、陰極液830及び陽極液840は、適切なポートを通して注入され、個々の各セル図820に示されるが充填される。850に示されるように、スタックは続けて封止されて、製造されたスタックの漏れを防止する。0119図9は、本発明の例示的な実施形態に係る電気化学セル構成の概略図である。電気化学セル900は、ステンレス鋼端板901a及び901b、陰極及び陽極板903、904、メッシュ905、電流コレクタガスケット902b、電極チャンバガスケット902c、陰極及び陽極電流コレクタ907a、907b、並びに微孔性セパレータ906からなる。端板は、薄いステンレス鋼シートと、より厚いPTFE板とのラミネートである。外面に薄いステンレス鋼のシェルがあり、端板にいくらかの剛性を与える。メッシュはPTFEで作ることもできる。セパレータの例示的な実施形態は、日本のTonenChemicalCorporationからの微孔性セパレータである。この構成のガスケットは、AFLASフルオロエラストマーを含み得る。各ガスケットは、この例では、AFLASで作られた。図示されるように、セル900は以下の順序で構築された:ステンレス鋼端板901a、Teflon端板、端板ガスケット902a、陰極電流コレクタ907a、電流コレクタガスケット902b、陰極板903、電極チャンバガスケット902c、セパレータ906、電極チャンバガスケット902c、陽極板904、電流コレクタガスケット902b、陽極電流コレクタ907b、端板ガスケット902a、Teflon端板、及びステンレス鋼端板901b。しかしながら、セルを異なる順序で構築してもよいことを理解されたい。陰極半固体は、流入口910aを通してセル900に注入され、流出口910bを介して除去される。陽極半固体は、流入口911aを通してセル900に注入され、流出口911bを介して除去される。図示されるように、陰極及び陽極流入口及び流出口に対応する開口部が各構成要素にあり、セル900全体を通して半固体材料を流すことができる。セル900の構成要素は一緒にボルト締めして、陰極及び陽極半固体の空密チャンバを作成する。実施形態では、各電極の活性面積は3.5×3.0cm2であり得、活性電極チャンバ容積は約3.3mlであり得る。半固体組成0120一態様では、陰極液及び陽極液半固体は、作業電極として機能する単一の媒質内のイオン貯蔵装置/イオン源、導電体、及びイオン伝導体として集合的に機能する物質を生成する手段を提供する。0121本明細書において記載される任意の陰極及び陽極半固体イオン貯蔵レドックス組成物は、リットル当たりのモル数、すなわちモル濃度単位で解釈される場合、少なくとも10M、好ましくは少なくとも12M、さらに好ましくは少なくとも15M、さらに好ましくは少なくとも20Mの濃度のレドックス種を有し得る。電気化学活性材料は、エネルギーを貯蔵するために、ファラデー反応を受けることが可能なイオン貯蔵材料又は任意の他の化合物若しくはイオン錯体であることができる。電気活性材料は、固体-液体懸濁液を含む、非レドックス活性相と混合された上記レドックス活性固体又は支持液相とよく混合された液体イオン貯蔵材料を有するミセル若しくは乳濁液を含む、液体-液体多相混合物を含む多相材料でもあり得る。H又はOH-が作動イオンである水系、Li、Na、又は他のアルカリイオンが作動イオンであり、Ca2及びMg2、又はAl3等のアルカリ土類作動イオンさえも作動イオンである非水系を含む様々な作動イオンを利用する系等が意図される。これらの各場合では、負極貯蔵材料及び正極貯蔵材料が必要である場合があり、負極は、対象となる作動イオンを、正極よりも低い絶対電位で貯蔵する。2つのイオン貯蔵電極材料のイオン貯蔵電位の差により、セル電圧を大まかに特定することができる。0122負及び正イオン貯蔵材料の両方を利用するシステムは、セル内に追加の電気化学副産物がないため、特に有利である。正及び負極材料は両方とも、流動性電解質に溶解不可能であり、電解質は、除去し再生成しなければならない電気化学組成物の生成物で汚染されない。さらに、負及び正リチウムイオン貯蔵材料の両方を利用するシステムは、非水性電気化学組成物を使用する場合に特に有利である。0123ある実施形態では、半固体イオン貯蔵レドックス組成物は、従来の固体リチウムイオン電池で機能することが証明されている材料を含む。ある実施形態では、正半固体電気活性材料はリチウム正電気活性材料を含み、リチウム陽イオンが、負極と正極との間で往復して、液体電解質内に懸濁した固体ホスト粒子内に挿入される。0124ある実施形態では、エネルギー貯蔵電極の少なくとも1つは、有機又は無機であってよく、リチウム金属、ナトリウム金属、リチウム合金、リチウムが溶解した、又は溶解していないガリウムインジウム合金、溶融遷移金属塩化物、塩化チオニル等を含むが、これらに限定されないレドックス活性化合物の濃縮イオン貯蔵液体及び電池の動作条件下で液体であるレドックス高分子及び有機物を含む。そのような液体形態は、そのような希釈剤と混合して、低溶解液相を形成することを含め、希釈剤又は溶媒である別の非レドックス活性液体で希釈、又は混合してもよい。しかし、従来のフローセル陽極液又は陰極液とは異なり、レドックス活性成分は、流動性電解質の全質量の少なくとも10質量、好ましくは少なくとも25質量を構成する。0125ある実施形態では、レドックス活性電極材料は、上で定義されたように半固体として使用されるか、それとも濃縮液体形で使用されるかに関係なく、対象となる作動イオンを電池の正極又は負極のいずれかに有用なポテンシャルで貯蔵する有機レドックス化合物を含む。そのような有機レドックス活性貯蔵材料は、ポリアニリン又はポリアセチレン系材料、ポリニトロキシド又は有機ラジカル電極HNishideetalElectrochemActa50827831及びKNakaharaetalChemPhysLett359351354に記載される材料等、カルボニル系有機物、並びにLi2C6O6、Li2C8H4O4、及びLi2C6H4O4例えば、MArmandetalNatureMaterialsDOI101038nmat2372参照等の化合物を含むオキソカーボン及びカルボン酸塩等のpドープ導電高分子を含む。0126ある実施形態では、電子絶縁性の有機レドックス化合物が使用される。いくつかの場合では、レドックス化合物は、電子絶縁性の液体又は流動性高分子等の濃縮液相である。そのような場合、レドックス活性スラリーは、追加のキャリア液体を含んでもよく、又は含まなくてもよい。添加剤は、濃縮相液体レドックス化合物と組み合わせて、導電性を増大させることができる。ある実施形態では、そのような電子絶縁性有機レドックス化合物には、金属、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、及びカーボンブラック、黒鉛状炭素、炭素繊維、炭素超極細繊維、気相成長炭素繊維VGCF、バッキーボールを含むフラーレン炭素、カーボンナノチューブCNT、多層カーボンナノチューブMWNT、単層カーボンナノチューブSWNT、グラフェンシート又はグラフェンシートの集合体、及びフラーレンフラグメントを含む材料を含む炭素の同素体を含むが、これらに限定されない固体無機導電性材料等の導電性材料の微粒子と混合又はブレンドすることにより、電気化学活性が与えられる。0127ある実施形態では、そのような電子絶縁有機レドックス化合物には、ポリアニリン又はポリアセチレン系導電高分子又はポリ3,4-エチレンジオキシチオフェンPEDOT、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリp-フェニレン、ポリトリフェニレン、ポリアズレン、ポリフルオレン、ポリナフタレン、ポリアントラセン、ポリフラン、ポリカルバゾール、テトラチアフルバレン置換ポリスチレン、フェロセン置換ポリエチレン、カルバゾール置換ポリエチレン、ポリオキシフェナジン、ポリアセン類、又はポリヘテロアセン類を含むが、これらに限定されない導電性高分子と混合又はブレンドすることにより、電子的活性が与えられる。導電性添加剤は、組成物の導電性を大幅に増大させる導電フレームワークを絶縁液体レドックス化合物内に形成する。ある実施形態では、導電性添加剤は、電流コレクタへの浸透路を形成する。0128ある実施形態では、レドックス活性電極材料は、例えば、ゾル-ゲル処理として一般に知られる方法の中でも特に、金属アルコキシドの加水分解により生成される金属酸化物ゾル又はゲルを含むゾル又はゲルを含む。組成物VxOyの酸化バナジウムゲルは中でも、そのようなレドックス活性ゾル-ゲル材料である。0129他の適した正活性材料の例としては、当業者にはNiMHニッケル金属水素ニッケルカドミウムNiCd電池に使用されることが既知である固体化合物が挙げられる。Li貯蔵用のさらに他の正極化合物は、一般にCFxと呼ばれるカーボンモノフルオライド電池に使用されるもの又は適切な化学量論MF2若しくはMF3を有する金属フッ化物化合物が挙げられ、MはFe、Bi、Ni、Co、Ti、Vを含む。例としては、HLiPBalayaandJMaierLiStorageviaHeterogeneousReactioninSelectedBinaryMetalFluoridesandOxidesJournalofTheElectrochemicalSociety15111A1878A1885、MBervasANMansourWSWoonJFAlSharabFBadwayFCosandeyLCKlein及びGGAmatucciInvestigationoftheLithiationandDelithiationConversionMechanismsinaBismuthFluorideNanocompositesJElectrochemSoc153A799,並びにIPlitzFBadwayJAlSharabADuPasquierFConsandey及びGGAmatucciStructureandElectrochemistryofCarbonMetalFluorideNanocompositesFabricatedbyaSolidStateRedoxConversionReactionJElectrochemSoc152A307に記載されるものが挙げられる。0130別の例として、単層カーボンナノチューブSWNT、多層カーボンナノチューブMWNT、又は金属若しくは半金属ナノワイヤを含むフラーレンカーボンをイオン貯蔵材料として使用し得る。一例は、CKChanHPengGLiuKMcllwrathXFZhangRAHuggins及びYCuiHighperformancelithiumbatteryanodesusingsiliconnanowiresNatureNanotechnologypublishedonline16December2007doi101038nnano2007411による報告において、高エネルギー密度貯蔵材料として使用されるシリコンナノワイヤである。0131リチウムシステムでの正極の例示的な電気活性材料は、α-NaFeO2いわゆる層状化合物及び斜方晶系LiMnO2構造型を有する化合物を含む規則岩塩型化合物LiMO2、又は異なる結晶対称、原子配列、若しくは金属若しくは酸素が部分置換されたそれらの誘導体の一般的な仲間を含む。Mは、少なくとも1つの第一列遷移金属を含むが、Al、Ca、Mg、又はZrを含むが、これらに限定されない非遷移金属を含んでもよい。そのような化合物の例としては、LiCoO2、MgがドープされたLiCoO2、LiNiO2、LiNi,Co,AlO2NCAとして知られる、及びLiNi,Mn,CoO2NMCとして知られるが挙げられる。例示的な電気活性材料の他の仲間は、LiMn2O4及びそれらの誘導体、構造が規則岩塩及びスピネル配列を有するナノスケール領域を含む、いわゆる層状スピネルナノ複合材料、MがMn、Fe、Co、又はNiのうちの1つ又は複数を含む、オリビンLiMPO4及びそれらの誘導体、LiVPO4F等の部分的にフッ素化された化合物、後述する他のポリアニオン化合物、並びにV2O5及びV6O11を含む酸化バナジウムVxOyを含む。01321つ又は複数の実施形態では、活性材料は、例えば、米国特許第7,338,734号に記載の遷移金属ポリアニオン化合物を含む。1つ又は複数の実施形態では、活性材料は、アルカリ金属遷移金属酸化物又はリン酸塩を含み、例えば、化合物は、組成物AXM’1-aM’’ayXD4z、AxM’1-aM’’ayDXD4z、又はAxM’1-aM’’ayX2D7zを有し、xと、y1-aとM’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものと、yaとM’’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものとの和が、zとXD4、X2D7、又はDXD4群の形式原子価とを掛けたものに等しいような値を有し、或いは化合物は、組成A1-aM’’axM’yXD4z、A1-aM’’axM’yDXD4z、A1-aM’’axM’yX2D7zを含み、1-axと数量axとM’’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものと、yとM’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものの和が、zとXD4、X2D7、又はDXD4群の形式原子価とを掛けたものに等しいような値を有する。この化合物では、Aは、アルカリ金属及び水素のうちの少なくとも一方であり、M’は第一列遷移金属であり、Xは、リン、硫黄、ヒ素、モリブデン、及びタングステンのうちの少なくとも1つであり、M’’は、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、VIIIA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、及びVIB族金属のうちのいずれかであり、Dは酸素、窒素、炭素、又はハロゲンのうちの少なくとも1つである。正電気活性材料は、オリビン構造化合物LiMPO4であることができ、式中、Mは、化合物が任意選択的にLi、M、又はO部位においてドープされる、V、Cr、Mn,Fe、Co、及びNiのうちの1つ又は複数である。Li部位の欠損は、金属または半金属の追加によって補われ、O部位の欠損は、ハロゲンの追加によって補われる。ある実施形態では、正活性材料は、オリビン構造を有し、式Li1-xZxMPO4を有する、熱的に安定した遷移金属をドープしたリチウム遷移金属リン酸塩を含み、式中、Mは、V、Cr、Mn、Fe、Co、及びNiのうちの1つ又は複数であり、Zは、Ti、Zr、Nb、Al、又はMgのうちの1つ又は複数等の非アルカリ金属ドーパントであり、xは、0.005~0.05の範囲である。0133他の実施形態では、リチウム遷移金属リン酸塩材料は、Li1-x-zM1zPO4の全体組成物を有し、式中、Mは、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、及びNiからなる群から選択される、少なくとも1つの第一列遷移金属を含み、xは0~1であり、zは正又は負であり得る。MはFeを含み、zは約0.15~-0.15である。材料は、0<x<0.15の組成物範囲にわたり固容体を呈し得るか、若しくは材料は、0~少なくとも約0.05のxという組成物範囲にわたり安定した固容体を呈し得るか、又は材料は、室温22~25°Cで、0~少なくとも約0.07のxという組成物範囲にわたり安定した固容体を呈し得る。材料は、リチウム不足の状況においても、例えば、x≧0.8、又はx≧0.9、又はx≧0.95の場合でも、固容体を呈し得る。0134ある実施形態では、レドックス活性電極材料は、置換または変換反応を受けることによって、アルカリイオンを貯蔵する金属塩を含む。そのような化合物の例としては、通常、リチウム電池において負極として使用されるCoO、Co3O4、NiO、CuO、MnO等の金属酸化物が挙げられ、金属酸化物は、Liと反応すると、Li2Oとより還元された酸化物の形態又は金属形態の金属成分との混合物を形成するように、置換又は変換反応を受ける。他の例としては、LiF及び還元された金属成分を形成するように、置換または変換反応を受ける、CuF2、FeF2、FeF3、BiF3、CoF2、及びNiF2等の金属フッ化物が挙げられる。そのようなフッ化物は、リチウム電池では正極として使用され得る。他の実施形態では、レドックス活性電極材料は、一フッ化炭素又はそれらの誘導体を含む。ある実施形態では、置換又は変換反応を受ける物質は、100ナノメートル以下の平均寸法を有する微粒子の形態である。ある実施形態では、置換または変換多は反応を受ける物質は、炭素、又は金属、又は金属硫化物等の、伝導性があり比較的延性のある化合物を含むがそれらに限定されない、不活性ホストと混合される活性材料のナノ複合材料を含む。FeS2及びFeF3も、非水性又は水性リチウムシステムにおいて安価で導電性を有する活性材料として使用することができる。0135ある実施形態では、作動イオンは、Li、Na、H、Mg2、Al3、又はCa2からなる群から選択される。0136ある実施形態では、作動イオンは、Li又はNaからなる群から選択される。0137ある実施形態では、流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物は、イオン貯蔵化合物を含む固体を含む。0138ある実施形態では、イオンはプロトン又はヒドロキシキルイオンであり、イオン貯蔵化合物は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル金属水素化物電池に使用されるものを含む。0139ある実施形態では、イオンはリチウムであり、イオン貯蔵化合物は、CuF2、FeF2、FeF3、BiF3、CoF2、及びNiF2等の金属フッ化物からなる群から選択される。0140ある実施形態では、イオンはリチウムであり、イオン貯蔵化合物は、CoO、Co3O4、NiO、CuO、MnO等の金属酸化物からなる群から選択される。0141ある実施形態では、イオンはリチウムであり、イオン貯蔵化合物は、式Li1-x-zM1-zPO4を有する化合物から選択されるインターカーレーション化合物を含み、式中、Mは、Ti、V、Cr、Mn,Fe、Co、及びNiからなる群から選択される少なくとも1つの第一列遷移金属を含み、xは0~1であり、zは正又は負であることができる。0142ある実施形態では、イオンはリチウムであり、イオン貯蔵化合物は、式Li1-xZxMPO4を有する化合物から選択されるインターカーレーション化合物を含み、式中、Mは、V、Cr、Mn、Fe、Co、及びNiのうちの1つ又は複数であり、Zは、Ti、Zr、Nb、Al、又はMgのうちの1つ又は複数等の非アルカリ金属ドーパントであり、xは0.005~0.05の範囲である。0143ある実施形態では、イオンはリチウムであり、イオン貯蔵化合物は、式LiMPO4を有する化合物から選択されるインターカーレーション化合物を含み、式中、Mは、V、Cr、Mn、Fe、Co、及びNiのうちの1つ又は複数であり、化合物は任意選択的に、Li、M、又はOの部位でドープされる。0144ある実施形態では、イオンはリチウムであり、イオン貯蔵化合物は、AxM’1-aM’’ayXD4z、AxM’1-aM’’ayDXD4z、及びAxM’1-aM’’ayX2D7zからなる群から選択されるインターカーレーション化合物を含み、式中、xと、y1-aとM’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものと、yaとM’’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものとの和が、zとXD4、X2D7、又はDXD4群の形式原子価とを掛けたものに等しく、Aは、アルカリ金属又は水素のうちの少なくとも一方であり、M’は第一列遷移金属であり、Xは、リン、硫黄、ヒ素、モリブデン、及びタングステンのうちの少なくとも1つであり、M’’は、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、VIIIA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、及びVIB族金属の任意のものであり、Dは酸素、窒素、炭素、又はハロゲンのうちの少なくとも1つである。0145ある実施形態では、イオンはリチウムであり、イオン貯蔵化合物は、A1-aM’’axM’yXD4z、A1-aM’’axM’yDXD4z、及びA1-aM’’axM’yX2D7zからなる群から選択されるインターカーレーション化合物を含み、式中、1-axと、数量axとM’’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものと、yとM’の形式原子価又は原子価を乗算したものの和が、zとXD4、X2D7、又はDXD4群の形式原子価とを掛けたものに等しく、Aは、アルカリ金属又は水素のうちの少なくとも一方であり、M’は第一列遷移金属であり、Xは、リン、硫黄、ヒ素、モリブデン、及びタングステンのうちの少なくとも1つであり、M’’は、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、VIIIA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、及びVIB族金属の任意のものであり、Dは酸素、窒素、炭素、又はハロゲンのうちの少なくとも1つである。0146ある実施形態では、イオンはリチウムであり、イオン貯蔵化合物は、α-NaFeO2及び斜方晶系LiMnO2構造型を有する化合物を含む規則岩塩化合物LiMO2又は異なる結晶対称、原子配列、若しくは金属若しくは酸素が部分置換されたそれらの誘導体からなる群から選択されるインターカーレーション化合物を含み、式中、Mは、少なくとも1つの第一列遷移金属を含むが、Al、Ca、Mg、又はZrを含むが、これらに限定されない非遷移金属を含み得る。0147ある実施形態では、流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物は、非晶質炭素、無秩序炭素、黒鉛状炭素、又は金属コーティング若しくは金属装飾炭素を含む固体を含む。0148ある実施形態では、流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物は、金属、又は金属合金、又は半金属、又は半金属合金、又はシリコンを含む固体を含む。0149ある実施形態では、流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物は、ナノワイヤ、ナノロッド、及びナノテトラポッドを含むナノ構造を含む固体を含む。0150ある実施形態では、流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物は、有機レドックス化合物を含む固体を含む。0151ある実施形態では、正極は、α-NaFeO2及び斜方晶系LiMnO2構造型を有する化合物を含む規則岩塩型化合物LiMO2、又は異なる結晶対称、原子配列、若しくは金属若しくは酸素が部分置換されたそれらの誘導体からなる群から選択される固体を含む流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物を含み、式中、Mは、少なくとも1つの第一列遷移金属を含むが、Al、Ca、Mg、又はZrを含むが、これらに限定されない非遷移金属を含み得、負極は、非晶質炭素、無秩序炭素、黒鉛状炭素、又は金属コーティング若しくは金属装飾された炭素からなる群から選択される固体を含む流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物を含む。0152ある実施形態では、正極は、AxM’1-aM’’ayXD4z、AxM’1-aM’’ayDXD4z、及びAxM’1-aM’’ayX2D7zからなる群から選択される固体を含む流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物を含み、式中、xと、y1-aとM’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものと、yaとM’’の1つ又は複数の形式原子価を掛けたものとの和が、zとXD4、X2D7、又はDXD4群の形式原子価とを掛けたものに等しく、Aは、アルカリ金属又は水素のうちの少なくとも一方であり、M’は第一列遷移金属であり、Xは、リン、硫黄、ヒ素、モリブデン、及びタングステンのうちの少なくとも1つであり、M’’は、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、VIIIA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、及びVIB族金属の任意のものであり、Dは酸素、窒素、炭素、又はハロゲンのうちの少なくとも1つであり、負極は、非晶質炭素、無秩序炭素、黒鉛状炭素、又は金属コーティング若しくは金属装飾された炭素からなる群から選択される固体を含む流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物を含む。0153ある実施形態では、正極は、スピネル構造を有する化合物を含む流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物を含む。0154ある実施形態では、正極は、LiMn2O4及びそれらの誘導体;構造が規則岩塩及びスピネル規則を有するナノスケール領域を含む層スピネルナノ複合材料;LiNi0.5Mn1.5O4を含むがこれに限定されない、4.3Vを超える電位とLi/Liとの関係を有する、いわゆる高電圧スピネル;及びMがMn,Fe、Co、又はNiのうちの1つ又は複数を含む、オリビンLiMPO4及びそれらの誘導体、LiVPO4F等の部分的にフッ素化された化合物、他のポリアニオン化合物、並びにV2O5及びV6O11を含む酸化バナジウムVxOyからなる群から選択される化合物を含む流動性半固体イオン貯蔵レドックス組成物を含む。0155ある実施形態では、半固体フロー電池はリチウム電池であり、負極活性化合物は、グラファイト、黒鉛ホウ素-炭素合金、硬質若しくは無秩序炭素、リチウムチタン酸スピネル、又は金属Sn、Bi、Zn、Ag、及びAl並びに半金属Si及びGeを含む、リチウムと反応して、金属間化合物を形成する固体金属、若しくは金属合金、若しくは半金属、若しくは半金属合金を含む。0156リチウム作動イオンの場合の負極の例示的な電気活性材料は、黒鉛状若しくは非黒鉛状炭素、非晶質炭素、若しくはメソカーボンマイクロビーズ;Ag、Al、Au、B、Ga、Ge、In、Sb、Sn、Si、若しくはZnのうちの1つ又は複数を含む金属等の非リチウム化金属若しくは金属合金;又はLiAl、Li9Al4、Li3Al、LiZn、LiAg、Li10Ag3、Li5B4、Li7B6、Li12Si7、Li21Si8、Li13Si4、Li21Si5、Li5Sn2、Li13Sn5、Li7Sn2、Li22Sn5、Li2Sb、Li3Sb、LiBi、若しくはLi3Biのような化合物を含むリチウム化金属若しくは金属合金、又はリチウム化若しくは非リチウム化組成物の非晶質金属合金を含む。0157ある実施形態では、負極は、グラファイト、黒鉛状ホウ素-炭素合金、硬質若しくは無秩序炭素、リチウムチタン酸スピネル、又は金属Sn、Bi、Zn、Ag、及びAl並びに半金属Si及びGeを含む、リチウムと反応して、金属間化合物を形成する固体金属、若しくは金属合金、若しくは半金属、若しくは半金属合金を含む半固体イオン貯蔵レドックス組成物を含む。0158電流コレクタは導電性を有することができ、セルの動作条件下で電気化学的に不活性であるべきである。リチウムセルの典型的な電流コレクタは、シート若しくはメッシュの形態又は電流コレクタを電解質中に分配して、流体を流し得る任意の構成で、負電流コレクタに銅、アルミニウム、又はチタンを含み、正電流コレクタにアルミニウムを含む。電流コレクタ材料の選択は、当業者に周知である。ある実施形態では、アルミニウムが正極の電流コレクタとして使用される。ある実施形態では、銅が負極の電流コレクタとして使用される。他の実施形態では、アルミニウムが負極の電流コレクタとして使用される。0159ある実施形態では、負極は従来の静止電極であることができ、その一方で、正極は半固体レドックス組成物を含む。他の実施形態では、正極は従来の静止電極であることができ、その一方で、負極は半固体レドックス組成物を含む。0160電流コレクタ材料は、フロー電池の正極及び負極の動作電位において安定しているものを選択することができる。非水性リチウムシステムでは、正電流コレクタはアルミニウム又はLi/Liに関して動作電位2.5~5Vにおいて電気化学的に溶解しない導電性材料がコーティングされたアルミニウムを含み得る。そのような材料は、Pt、Au、Ni、酸化バナジウム等の導電性金属酸化物、及び炭素を含む。負電流コレクタは、銅又はリチウム、炭素、及びそのような材料を含む別の導体のコーティングと合金又は金属間化合物を形成しない他の金属を含み得る。0161ある実施形態では、半固体レドックスセルの電気化学機能は、陰極又は陽極粒子を、金属、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、及びカーボンブラック、黒鉛状炭素、炭素繊維、炭素超微細繊維、気相成長炭素繊維VGCF、バッキーボールを含むフラーレン炭素、カーボンナノチューブCNT、多層カーボンナノチューブMWNT、単層カーボンナノチューブSWNT、グラフェンシート又はグラフェンシートの集合体、及びフラーレンフラグメントを含む炭素の同素体を含むが、これらに限定されない固体無機導電材料等の電子絶縁材料の微粒子と混合又はブレンドすることにより向上する。ある実施形態では、そのような電子絶縁有機レドックス化合物には、ポリアニリン又はポリアセチレン系導電性高分子又はポリ3,4-エチレンジオキシチオフェンPEDOT、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリp-フェニレン、ポリトリフェニレン、ポリアズレン、ポリフルオレン、ポリナフタレン、ポリアントラセン、ポリフラン、ポリカルバゾール、テトラチアフルバレン置換ポリスチレン、フェロセン置換ポリエチレン、カルバゾール置換ポリエチレン、ポリオキシフェナジン、ポリアセン類、又はポリヘテロアセン類を含むが、これらに限定されない導電性高分子と混合又はブレンドすることにより、電子的活性が与えられる。ある実施形態では、結果として生成される陽極液又は陰極液混合物は、少なくとも10-6S/cm、好ましくは少なくとも10-5S/cm、より好ましくは少なくとも10-4S/cm、さらに好ましくは少なくとも10-3S/cmの導電性を有する。0162ある実施形態では、陰極又は陽極粒子に、部分的又は全体的な導電性コーティングを有することができる。0163ある実施形態では、半固体イオン貯蔵レドックス組成物は、導電性コーティング材料がコーティングされたイオン貯蔵固体を含む。ある特定の実施形態では、導電性コーティング材料は、固体よりも高い電子伝導性を有する。ある特定の実施形態では、固体はグラファイトであり、導電性コーティング材料は金属、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物、又は炭素である。ある特定の実施形態では、金属は銅である。0164ある実施形態では、半固体イオン貯蔵材料の固体は、レドックスエネルギー貯蔵装置の動作条件でレドックス不活性である金属でコーティングされる。ある実施形態では、半固体イオン貯蔵材料の固体には銅がコーティングされて、貯蔵材料粒子の導電性を増大させ、半固体の正味導電性を増大させ、且つ/又はエネルギー貯蔵粒子と導電性添加剤との間での電荷移動を促進させる。ある実施形態では、貯蔵材料粒子は約1.5重量の金属銅でコーティングされる。ある実施形態では、貯蔵材料粒子は約3.0重量の金属銅でコーティングされる。ある実施形態では、貯蔵材料粒子は約8.5重量の金属銅でコーティングされる。ある実施形態では、貯蔵材料粒子は約10.0重量の金属銅でコーティングされる。ある実施形態では、貯蔵材料粒子は約15.0重量の金属銅でコーティングされる。ある実施形態では、貯蔵材料粒子は約20.0重量の金属銅でコーティングされる。0165ある実施形態では、導電性コーティングは電気めっきにより陰極又は陽極粒子に配置される。0166ある実施形態では、導電性コーティングは、導電性要素の化学沈殿及び続く乾燥及び/又は焼成により陰極又は陽極粒子に配置される。0167ある実施形態では、導電性コーティングは、流動床への電気めっきにより陰極又は陽極粒子に配置される。0168ある実施形態では、導電性コーティングは、流動床内の電気めっきにより陰極又は陽極粒子に配置される。0169ある実施形態では、導電性コーティングは、導電性化合物との共焼結及び続く粉砕により陰極又は陽極粒子に配置される。0170ある実施形態では、電気化学活性粒子は、連続粒子間導電材料を有し、又は導電性マトリックス内に埋め込まれる。0171ある実施形態では、導電性コーティング及び粒子間導電性網が、陰極/陽極粒子及び導電性材料粒子の半固体を多成分噴霧乾燥することにより生成される。0172ある実施形態では、導電性高分子は、構成要素の中で半固体であり、導電性要素を提供する。ある実施形態では、導電性高分子は、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリp-フェニレン、ポリトリフェニレン、ポリアズレン、ポリフルオレン、ポリナフタレン、ポリアントラセン、ポリフラン、ポリカルバゾール、ポリアセン類、ポリヘテロアセン類のうちの1つ又は複数である。ある実施形態では、導電性高分子は、その場で反応して、導電性高分子を活性材料粒子の表面に形成する化合物である。一実施形態では、化合物は2-ヘキシルチオフェン又は3-ヘキシルチオフェンであり、電池の充電中に酸化して、陽極半固体懸濁液内の固体粒子に導電性高分子コーティングを形成する。他の実施形態では、レドックス活性材料を導電性マトリックスに埋め込むことができる。レドックス活性材料は、導電性材料の塊になった又は凝集した微粒子内の外部及び内部界面をコーティングすることができる。他の実施形態では、レドックス活性材料及び導電性材料は、複合粒子の2つの成分であることができる。いかなる理論又は動作モードによっても制約されずに、そのようなコーティングは、レドックス活性粒子を不動態化することができ、キャリア液体又は電解質との望ましくない反応の回避に役立つことができる。したがって、合成固定-電解質相間SEI層として機能することができる。0173ある実施形態では、黄鉄鋼FeS2等の安価な鉄化合物が、本質的に導電性イオン貯蔵化合物として使用される。一実施形態では、貯蔵されるイオンはLiである。0174ある実施形態では、レドックスメディエータが半固体に添加されて、半固体電極内での電解移動速度を向上させる。ある実施形態では、このレドックスメディエータはフェロセン又はフェロセン含有高分子である。ある実施形態では、レドックスメディエータは、テトラチアフルバレン置換ポリスチレン、フェロセン置換ポリエチレン、カルバゾール置換ポリエチレンのうちの1つ又は複数である。0175ある実施形態では、半固体電池に使用される電流コレクタの表面導電性又は電荷移動抵抗は、電流コレクタ表面に導電性材料をコーティングすることにより増大する。そのような層は合成SEI層として機能することもできる。導電性コーティング材料の非限定的な例としては、炭素、金属、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、又は導電性高分子が挙げられる。ある実施形態では、導電性高分子は、ポリアニリン又はポリアセチレン系導電性高分子又はポリ3,4-エチレンジオキシチオフェンPEDOT、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリp-フェニレン、ポリトリフェニレン、ポリアズレン、ポリフルオレン、ポリナフタレン、ポリアントラセン、ポリフラン、ポリカルバゾール、テトラチアフルバレン置換ポリスチレン、フェロセン置換ポリエチレン、カルバゾール置換ポリエチレン、ポリオキシフェナジン、ポリアセン類、又はポリヘテロアセン類を含むが、これらに限定されない。ある実施形態では、導電性高分子は、その場insituで反応して、電流コレクタの表面に導電性高分子を形成する化合物である。一実施形態では、化合物は2-ヘキシルチオフェンであり、高電位で酸化して、電流コレクタに導電性高分子コーティングを形成する。ある実施形態では、電流コレクタは、レドックスエネルギー貯蔵装置の動作条件でレドックス不活性である金属でコーティングされる。0176半固体レドックス組成物は、レドックスセルの性能を向上させるために様々な添加剤を含むことができる。そのような場合での半固体の液相は、溶媒を含み、溶媒内に、電解質塩及び結合剤、増粘剤、又は安定性を増大させ、ガス形成を低減し、負極粒子でのSEI形成を向上させるためなどで添加される他の添加剤が溶解する。そのような添加剤の例としては、安定したパッシべーション層を陰極に提供するか、若しくは薄いパッシベーション層を酸化陽極に提供するためには、ビニレンカーボネートVC、ビニルエチレンカーボネートVEC、フルオロエチレンカーボネートFEC、若しくはけい皮酸アルキルが挙げられ;ガス発生防止antigassing剤として、プロパンスルトンPS、プロペンスルトンPrS、若しくはエチレンチオカーボネートが挙げられ;ガス処理/安全/陽極重合化剤として、ビフェニルBP、シクロヘキシルベンゼン、若しくは部分的に水素化されたテルフェニル類が挙げられ;又は陰極不動態化剤として、リチウムビスオキサレートボレートが挙げられる。0177ある実施形態では、非水性正及び負極半固体レドックス組成物が、水を活性材料懸濁液、又は貯蔵槽、又はシステムの他の配管にゲッタリングすることにより、化合物を組み込むことにより、不純物水分を吸収して、酸LiPF6塩の場合のHF等を生成することから防止される。任意選択的に、添加剤は、酸を中性化する塩基性酸化物である。そのような化合物は、シリカゲル、硫酸カルシウム例えば、Drieriteとして知られている製品、酸化アルミニウム、及び水酸化アルミニウムを含むが、それらに限定されない。実施例1.リチウム金属酸化物を電極材料に使用する半固体充填セル非水性リチウムチタン酸塩スピネル陰極半固体の準備:0178タービュラミキサを使用して、リチウムチタン酸塩酸化物Li4Ti5O120.7g及び乾燥状態のカーボンブラック0.44gをまず1時間混合することにより、アルカリカーボネートの混合物中のLiPF6からなる84体積の非水性電解質中に、Li4Ti5O12を8体積、導電性添加剤としてカーボンブラックを8体積含む懸濁液を準備した。次に、電解質2.5mlを添加し、混合物を1時間、超音波分解した。非水性リチウム酸化コバルト陽極半固体の準備:0179バランスがアルカリカーボネートの混合物中のLiPF6からなる電解質である、リチウム酸化コバルトLiCoO212体積及びカーボンブラック8体積を含む懸濁液を準備した。タービュラミキサを使用して、リチウム酸化コバルト1.05gをカーボン0.22gと1時間混合した。その後、電解質を適量添加して、半固体懸濁液のバランスをとり、混合物を1時間、超音波分解した。0180図10は、本発明により作られたセルに対して実行された電子化学テストの結果を示す。半固体半固体を、図9に示される設計のセルの陰極及び陽極チャンバのそれぞれに注入し、Ar充填グローブボックスを使用してセルを封止した。1400CellTestSystemAMETEKIncPaioliPennsylvaniaUSAを動作させるSolartronポテンシオスタットを使用して2.7Vと3.2Vとの間でセルを定電流で充放電した。図10では、セルはCレートの約C/20に対応する、第1のサイクル中の電流6.5mA0.62mA/cm2において循環し、Cレートの約C/5に対応する、第2のサイクル中の電流13.3mA1.27mA/cm2において循環する。第1のサイクルでは、充放電能力はそれぞれ120mAh及び86mAhであり、クーロン効率は72であった。第2のサイクルでは、充放電能力はそれぞれ72mAh及び66mAhであり、クーロン効率は92であった。C/2レートでの後続サイクルでは、クーロン効率は90を超えたままであった。0181上記特徴は、互いと組み合わせて実施して、本発明による様々な例示的な実施形態を提供し得る。0182本発明を上記例示的な実施形態において説明し例示したが、本開示が単なる例として作成され、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、本発明の実施の詳細の多くの変更を行い得ることが理解される。開示される実施形態の特徴は、本発明の範囲及び趣旨内で様々な方法で結合し再構成することができる。"