简介： 本文提供电化学系统以及制造和使用电化学系统的相关方法。本发明的电化学系统实施新颖的电池几何结构以及基于复合材料碳纳米材料的设计策略，该电池几何结构和该设计策略可用于实现增强的电源性能，特别是高比能量、有用的放电率性能和良好的循环寿命。本发明的电化学系统是用途广泛的并且包括二次锂离子电池，比如硅-硫锂离子电池，其可用于一系列重要的应用，包括用于便携式电子装置中。通过使用预锂化的活性材料以消除金属锂的使用并且并入碳纳米管和/或石墨烯、复合材料电极结构以管理由充电和放电期间活性材料的膨胀和收缩引起的残余应力和机械应变，本发明的电化学电池还呈现相对于本领域锂离子二次电池的常规状态增强的安全性和稳定性。