[发明专利]用于能量储存装置的稳健多孔电极

说明书

相关申请

本申请要求2013年6月28日提交的律师文档号P53160的美国非临时专利申请No.13/929,972的权益，该申请通过引用结合于此。

技术领域

此处所描述的各实施例一般涉及能量储存装置，更具体而言，涉及电池和电容器。

背景技术

能量储存装置，包括电池和电容器，用于电子设备以及操作中。具体而言，各种类型的电容器频繁地用于诸如电路、电力输送，电压调节和电池替换之类的设备和应用中。通过正在进行的开发，涌现了多种电容器类型。例如，也称为超级电容器的电气双层电容器(EDLC)的特点是能量存储和功率密度高、尺寸小，以及重量轻。如此，这样的设备已经成为用于包括可再充电电池的多种应用的有前途的候选。

诸如多孔碳以及硅之类的多孔材料，由于它们能够提供大表面面积，被考虑用作能量储存装置中的电极衬底。这些材料能够保留诸如锂之类的载荷子。希望某些导电材料能够与这样的多孔衬底一起使用。然而，在很多情况下，向衬底添加选择的材料以便实现某些优点也可能会带来若干个缺点。例如，诸如锂之类的某些材料可以提供高荷质比容量以及能量密度，但是，也可能会导致衬底的不稳定性。如此，对能量储存装置以及相关的材料的研究工作在继续。

附图简述

通过下文结合作为示例示出了本发明的特征的各个附图进行的比较详细的描述，所公开的各实施例将变得显而易见，其特征在于：

图1是根据某些发明实施例的各种系统的电压与阳极和阴极容量的曲线图；

图2是根据各种发明实施例的电极的截面图；

图3示出了根据各种发明实施例的不同的孔隙形状；

图4是根据附加发明实施例的能量储存装置的截面图；

图5是根据附加发明实施例的能量储存装置的截面图；

图6A-D是根据某些发明实施例的多孔硅(A)断面以及在截面的增大的深度处，(B-D)的扫描电子显微镜(SEM)图像；

图7是示出了根据发明实施例的用于制造能量储存装置的方法的流程图。

现在将参考所示出的示例性实施例，并使用特定语言来对其进行描述。然而，应该理解，这并不作为限制。

具体实施方式

虽然为了说明，下列详细描述包含许多细节，但是，那些精通本技术的普通人员将理解，对下列细节的许多变体和替换方案都落在此处所公开的各实施例的范围内。

相应地，阐述下列各实施例，而不会丧失此处所阐述的任何权利要求的通用性，也不会对权利要求强加限制。在比较详细地描述发明实施例之前，可以理解，本公开不限于所描述的特定实施例。还应该理解，此处所使用的术语只是为了描述特定实施例，而不作为限制。除非另外定义，否则此处所使用的所有技术和科学术语都与本公开所属领域的技术人员通常所理解的具有相同含义。

如在说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一(a、an)”以及“该”也包括多个涉及的对象，除非上下文明确地特别指出。如此，例如，对“结构材料”的引用包括多个这样的材料。

在本公开中，“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”等等可以具有在美国专利法中规定的含义，表示“包括”、“包含”等等，被一般性地解释为开放式术语。术语“由...构成”是封闭式术语，根据美国专利法，只包括具体地列出的组件、结构、步骤等等。“基本上由...构成”等等，当应用于方法和成份时，是指类似于此处所公开的那些的成份，但是，可以包含附加结构组、成份组分或方法步骤。然而，这样的附加结构组、成份组分或方法步骤等等与此处所公开的对应的成份或方法的那些特征相比，不会实质上影响成份或方法的基本的并且新颖的特征。更详细地，“基本上由...构成”等等，当应用于由本公开包含的方法和成份时，具有在美国专利法中规定的含义，该术语是开放式的，允许所列举物质之外的物质存在(例如，痕量染污物、与多孔硅衬底不起反应的成份等等)，只要叙述的物质的基本的或新颖的特征不被所叙述物质之外的物质的存在改变，但是，排除现有技术的实施例。当使用开放式术语时，诸如“包括”或“包含”，应该理解，也应该同样直接支持“基本上由...构成”表述，如同明确地如此阐述一样。