具有可逆地可变形致动基体的电极和关联方法技术

一种装置，包括被电解质（618）隔开的第一电极和第二电极（602，603），第一电极和第二电极（602，603）中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体（619，620），其中致动基体（619，620）的可逆变形引起该装置的内阻减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及柔性/可伸展电子设备、关联方法和装置的领域并且具体地涉及一种包括致动基体的电存储装置，该致动基体被配置用于在致动期间减少可逆变形以减少内阻(这可能造成增加电存储装置的开路电压)。某些公开的示例方面/实施例涉及便携式电子设备、具体为可以手持使用的所谓手持便携式电子设备(但是它们可以在使用时放置于座架中)。这样的手持便携式电子设备包括所谓的个人数字助理(PDA)。根据一个或者多个公开的示例方面/实施例的便携式电子设备/装置可以提供一个或者多个音频/文字/视频通信功能(例如电信、视频通信和/或文字传输、短消息服务(SMS) /多媒体消息服务(MMS) /电子邮件功能、交互/非交互查看功能(例如web浏览、导航、TV/节目查看功能)、音乐录制/播放功能(例如MP3或者其它格式和/或(FM/AM)无线电广播录制/播放)、下载/读取数据功能、图像捕获功能(例如使用(例如内置)数字相机)和游戏功能)。
技术介绍
传统电池具有特征放电曲线，这些放电曲线表现出初始迅速电压降、继而为长久平稳。许多电子设备表现出阈值操作电压。在电池电势降至这一阈值以下时，设备简单地停止操作而不是性能随着电池电势减少而劣化。然而仍然有在这样的“空”电池的平稳放电状态中存储的显著数量的阈值以下能量。有可能通过加温电池以增加电势在设备的阈值电平以上来暂时恢复这一阈值以下能量。这一方法通过增加在电池内的电化学反应速率来工作、但是不适合于与其中电池劣化速率很大取决于温度的现代锂离子电池一起使用。这里公开的装置和方法可能解决或者可能未解决这一问题。在说明书中列举或者讨论先前公开的文献或者任何
技术介绍
不应必然视为承认该文献或者背景是现有技术的部分或者是公知常识。本公开内容的一个或者多个方面/实施例可能解决或者可能未解决背景问题中的一个或者多个问题。
技术实现思路
根据第一方面，提供一种装置，该装置包括被电解质隔开的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中致动基体的可逆变形引起装置的内阻减少。致动基体的可逆变形可以增加在至少一个电极与电解质之间的接触面积以引起内阻减少。至少一个电极可以包括在致动基体上或者内的有源材料。致动基体的可逆变形可以增加有源材料与电解质之间的接触面积以引起内阻减少。术语“有源材料”可以视为意味着参与装置的充电/放电机构的电极材料。在电池中，例如有源材料可以是参与电化学反应或者穿插(intercalation)机制的电极材料。在另一方面，在超级电容器中，有源材料可以是参与形成电双层的电极材料。术语“电解质”可以视为意味着任何隔开装置的电极的任何材料并且因此可以涵盖如在常规静电电容器中使用的电绝缘材料(例如电介质)以及如在电解质电容器和超级电容器中使用的导电材料。有源材料和电极中的至少一项可以是可逆地可变形。有源材料可以包括以下各项中的至少一项:石墨烯、石墨烯薄片(graphene platelet)、银纳米线网、娃纳米线、碳纳米管或者金属氧化物浆料。电解质可以是聚合物电解质。聚合物电解质可以是聚酯和聚乙二醇中的至少一项。聚合物电解质可以包括硼酸盐掺杂物。致动基体可以包括弹性体。弹性体可以包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的至少一项。至少一个电极可以包括电荷收集器。第一电极和第二电极可以各自包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体。该装置可以是电存储装置。该装置可以被配置用于生成(例如经由氧化还原反应或者穿插机构)和/或存储(例如经由电荷分离)电能。该装置可以是原电池(primarybattery)、二次电池(secondary battery)、静电(常规)电容器、电解质电容器、超级电容器或者电池-电容器混成物(battery-capacitor hybrid)。该装置可以是锂电池、锂离子电池或者锂离子电容器。致动基体可以被配置用于机械致动(例如弯曲、压缩、伸展等)、热致动和压电致动中的一项或者多项。致动基体可以被配置用于经历拉伸、压缩、成卷和剪切应变中的至少一项。至少一个电极可以包括加热元件。加热元件可以包括导电材料(比如金或者铜)。加热元件可以被配置用于增加致动基体的温度并且经由热膨胀引起致动基体的可逆变形。至少一个电极可以包括压电材料、比如锆钛酸铅(PZT)或者聚偏二氟乙烯(PVDF)。压电材料可以被配置用于在暴露于施加的电场时经历可逆变形。该装置可以包括多于两个电极(即多个电极对)。这一特征与包括单个电极对的装置比较可以实现生成和/或存储更大量电能。每个电极对的电极可以被电解质隔开。根据又一方面，提供一种包括这里描述的任何装置的设备。该设备可以是以下各项中的至少一项:电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备以及用于前述设备中的任何设备的模块。该设备可以包括用于实现对致动基体致动的致动机构。致动机构可以实现控制加热元件。致动机构可以实现控制电场。致动机构可以实现机械压缩致动基体。致动机构可以包括用于控制压缩致动基体的程度的至少一个螺杆。该装置可以具有卷起(roll-up)外形。致动机构可以经由收紧卷来实现压缩致动基体。致动机构可以经由施加与卷的长度垂直的力实现压缩致动基体。该设备可以包括用于维持当前机械压缩水平的锁定机构。锁定机构可以包括可释放棘齿(ratchet)。可释放棘齿可以包括用于允许机械压缩程度的逐步变化的多个齿。根据又一方面，提供一种方法，该方法包括:沉积第一电极材料；在第一电极材料上面沉积电解质材料；以及在电解质材料上面沉积第二电极材料以形成包括被电解质隔开的第一电极和第二电极的装置，第一电极和第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中致动基体的可逆变形引起该装置的内阻减少。可以使用印刷或者涂覆过程来沉积第一电极材料、电解质材料和第二电极材料中的至少一项。沉积第一电极材料和/或第二电极材料可以包括沉积致动基体材料、有源材料和电荷收集材料中的至少一种材料。该方法可以包括在沉积第一电极材料、电解质材料和/或第二电极材料之后施加热和/或压力。该方法可以在沉积第一电极材料和/或第二电极材料之后包括以下步骤:沉积抗蚀剂层；使抗蚀剂暴露于电子束或者电磁照射；并且在暴露之后显影抗蚀剂以产生图案化的抗蚀剂分布图。该方法还可以包括在沉积第一电极材料或者第二电极材料之后去除抗蚀剂以分别产生第一电极材料或者第二电极材料的图案。该方法可以在沉积第一电极材料和/或第二电极材料之后包括以下步骤:沉积抗蚀剂层；使抗蚀剂暴露于电子束或者电磁照射；在暴露之后显影抗蚀剂以产生图案化的抗蚀剂分布图；分别蚀刻第一电极材料或者第二电极材料以产生第一电极材料或者第二电极材料的图案；并且去除抗蚀剂。根据又一方面，提供一种方法，该方法包括:提供/使用包括被电解质隔开的第一电极和第二电极的装置，第一电极和第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中致动基体的可逆变形引起装置的内阻减少；以及对致动基体进行致动。除非明确陈述或者本领域技术人员理解，则无需按照公开的确切顺序执行这里公开的任何方法的步骤。根据又一方面，提供一种在载体上记录的计算机程序，该计算机程序包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括被电解质隔开的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中所述致动基体的可逆变形引起所述装置的内阻减少。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.15 US 13/160,8521.一种装置，包括被电解质隔开的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中所述致动基体的可逆变形引起所述装置的内阻减少。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述致动基体的可逆变形增加所述至少一个电极与所述电解质之间的接触面积以引起所述内阻减少。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个电极包括在所述致动基体上或者在其内的有源材料，并且其中所述致动基体的可逆变形增加所述有源材料与所述电解质之间的接触面积以引起所述内阻减少。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述有源材料和所述电解质中的至少一项可逆地可变形。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述致动基体包括弹性体。6.根据权利要求3所述的装置，其中所述有源材料包括以下各项中的至少一项:石墨烯、石墨烯薄片、银纳米线网、硅纳米线、碳纳米管或者金属氧化物浆料。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述电解质是聚合物电解质。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置是电池、超级电容器或者电池-电容器混成物。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述致动基体被配置用于机械致动、热致动和压电致动中的一项或者多项。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个电极包括加热元件，所述加热元件被配置用于增加所述致动基体的温度并且经由热膨胀引起所述致动基体的可逆变形。11.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个电极包括压电材料，并且其中所述压电材料被配置用于在暴露于施加...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·拉迪沃杰维克，魏迪，S·哈奎，P·安德鲁，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：
国别省市：