[发明专利]克服叠层电容器中的偏差

说明书

背景技术

本发明所公开的实施例总体上涉及能量储存设备，更具体地，涉及克服电容器之间的偏差的方法。

现代社会依赖于随时可用的能量。随着对能量的要求增大，能够有效率地存储能量的设备变得日益重要。结果，能量储存设备，包括电池、电容器、电化学电容器(EC)(包括赝电容器和电双层电容器(EDLC)-除了其他名称以外，也称为超级电容器)、混合EC等，广泛地用于电子领域及更多领域中。尤其是电容器广泛地用于从电路和电力传送到电压调节和代替电池范围中的应用。电化学电容器的特征在于高储能容量以及其他所期望的特性，包括高功率密度、尺寸小和重量轻，因而对于几个储能应用中的使用成为有前途的候选。

在相关申请PCT/US2010/029821(公布为WO 2011/123135)中，公开了用于形成高能量密度电化学电容器的三维结构。在一些公开的实施例中，将湿法蚀刻工艺用于蚀刻深入到硅结构中的微孔，并以电解质或结合电解质的高k电介质材料和/或导电薄膜填充微孔。因为利用了电解质，在电化学反应分解电解质，产生气体并损坏部件之前，这个电化学电容器仅可以被充电到几伏。

附图说明

依据结合附图中的图示阅读以下的详细说明，会更好地理解所公开的实施例，在附图中：

图1-2是根据本发明的实施例的储能设备的横截面侧视图；

图3是根据本发明的实施例的一段多孔硅的横截面侧视扫描电子显微镜图像；

图4是根据本发明的实施例的在储能设备的多孔结构内的双电层的横截面侧视示意图；

图5是根据本发明的实施例的在储能设备的电解质与多孔硅结构之间的层的横截面侧视示意图；

图6A-6B是根据本发明的实施例的电化学蚀刻浴的横截面侧视示意图；

图7是示出根据本发明的实施例的形成储能设备的方法的流程图；

图8是根据本发明的实施例的恒电流充电-放电测量的示意图；

图9是示出根据本发明的实施例的形成储能设备的方法的流程图；

图10A是根据本发明的实施例的储能设备的顶视图，所述储能设备包括大容量电容器区和与大容量电容器区分隔开的熔丝微调电容器区；

图10B是根据本发明的实施例的沿图10A中线A-A的横截面侧视图；

图11A是根据本发明的实施例的储能设备的顶视图，所述储能设备包括大容量电容器区和熔丝微调电容器区；

图11B是根据本发明的实施例的沿图11A中线B-B的横截面侧视图；

图12A是根据本发明的实施例的储能设备的顶视图，所述储能设备包括大容量电容器区和与大容量电容器区电气断开的微调电容器区；

图12B是根据本发明的实施例的沿图12A中线C-C的横截面侧视图；

图13是根据本发明的实施例的移动电子设备的框图；以及

图14是根据本发明的实施例的微电子设备的方框示意图。

为了例示的简单和清楚，附图示出了构造的大致样式，且可以省略公知的特征和技术的说明和细节以便不必要地使得本发明的所述实施例的论述模糊不清。另外，附图中的元件不一定按照比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以帮助改善对本发明的实施例的理解。为了有助于理解，以理想化样式显示了某些附图，例如在将在现实世界条件下有可能明显不太对称和有序的结构显示为具有直线、锐角、和/或平行平面等时。不同附图中的相同参考标记表示相同的元件，而相似的参考标记可以但不一定表示相似的元件。

如果有的话，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等用于区分相似的元件，但不一定用于说明特定连续顺序或时间先后顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，以使得本文所述的本发明的实施例例如能够以不同于本文所示或所述的顺序操作。类似地，如果本文将方法说明为包括一系列步骤，本文所呈现的这些步骤的顺序不一定是可以执行这些步骤的唯一顺序，有可能省略某些表述的步骤和/或本文没有说明的某些步骤有可能增加到方法中。而且，术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变化旨在对非排他性的包含进行覆盖，以使得包括一系列要素的过程、方法、制品或装置不一定局限于这些要素，而是可以包括没有明确列出的或这种过程、方法、制品或装置固有的其他要素。