[发明专利]能量存储设备、制造其的方法以及包含其的移动电子设备

说明书

一种能量存储设备包括：第一多孔半导体结构（510），其包括第一多个沟道（511），所述第一多个沟道包含第一电解质（514）；以及第二多孔半导体结构（520），其包括第二多个沟道（521），所述第二多个沟道包含第二电解质（524）。在一个实施例中，所述能量存储设备还包括所述第一多孔半导体结构和所述第二多孔半导体结构至少之一上的膜（535），所述膜包括能够展示可逆电子转移反应的材料。在另一实施例中，所述第一电解质和所述第二电解质至少之一包含多个金属离子。在另一实施例中，所述第一电解质和所述第二电解质合在一起包括氧化还原系统。

相关申请的交叉引用

本申请与国际申请No. PCT/US2010/029821有关，该国际申请已经被公布为WO2011/123135，于2010年4月2日递交且转让给本申请被转让给的同一受让人。

技术领域

本发明的公开实施例总体涉及能量存储，并且更具体地涉及电化学电容能量存储设备。

背景技术

现代社会依赖于能量的立即可用性。随着对能量的需求增加，能够高效地存储能量的设备变得日益重要。结果，包括电池、电容器、电化学电容器（EC）（包括赝电容器和双电层电容器（EDLC）（除了其他名称以外，有时称为超级电容器））、混合EC等的能量存储设备被广泛用在电子学领域以及以外的领域中。具体地，电容器被广泛用于范围从电气电路和功率输送到电压调节和电池更换的应用。电化学电容器的特征在于高能量存储容量、快速充电/放电能力和大循环寿命以及其他期望的特性，包括高功率密度、小尺寸以及低重量，并因此已经成为用在若干能量存储应用中的前景广阔的候选。

上面提及的相关案例（国际申请No. PCT/US2010/029821）公开了用于使用例如多孔硅来形成高能量密度电化学电容器的三维结构。在那里公开的一些实施例中，电化学处理被用于将孔蚀刻深入到硅结构中，并且这些孔填充有电解质，或者填充有与电解质相组合的薄传导膜和/或高k介电材料。

附图说明

根据对结合附图中的各图作出的以下详细描述的阅读，将更好地理解公开的实施例，在附图中：

图1和2是根据本发明的实施例的能量存储结构的横截面视图；

图3是根据本发明的实施例的多孔结构的沟道内形成的双电层的描绘；

图4a和4b分别是多孔硅结构的表面和横截面切片的图像；

图5是根据本发明的实施例的能量存储设备的部分的横截面视图；

图6是根据本发明的实施例的移动电子设备的示意性表示；以及

图7和8是图示根据本发明的实施例的制造能量存储设备的方法的流程图。

为了简单和清楚地说明，附图图示了构造的通常形式，并且可以省略公知特征和技术的描述和细节以避免不必要地使对所描述的本发明实施例的讨论难以理解。此外，附图中的要素未必是按比例绘制的。例如，图中一些要素的尺寸可能相对于其他要素扩大以帮助改善对本发明实施例的理解。诸如当示出的结构具有在现实世界条件下将很可能是显著少地对称和有序的直线、锐角和/或平行面等时，可以以理想化方式示出某些图以便帮助理解。不同附图中的相同附图标记标示相同的要素，而相似的附图标记可以但不必须标示相似要素。