[发明专利]可伸展电子装置及相关方法

说明书

技术领域

本公开涉及柔性/可伸展电子设备、相关方法和装置的领域，并且特别涉及可以适用于可穿戴电子设备的可伸展储能电池。某些公开的示例方面/实施例涉及便携式电子设备，特别是可以手持使用(尽管它们可以被放置在支架上使用)的所谓手持式电子设备。这种手持式电子设备包括所谓的个人数字助理(PDA)。

根据一个或多个所公开的示例方面/实施例的便携式电子设备/装置可以提供一个或多个音频/文本/视频通信功能(例如电信、视频通信、和/或文本传输、短消息服务(SMS)/多媒体消息服务(MMS)/电子邮件功能)，交互式/非交互式查看功能(例如网页浏览、导航、TV/程序查看功能)，音乐记录/播放功能(例如MP3或其它格式和/或(FM/AM)无线电广播记录/播放)，数据的下载/传送功能，图像捕捉功能(例如使用(例如内置)数字照相机)，以及游戏功能。

背景技术

可穿戴(或类似)电子设备是其中电子设备被嵌入在服装(例如智能织物)中的新兴技术领域。为了保持服装的舒适，这种设备应该是软的、柔性的并且一定程度可伸展的。然而现存的大多数储能技术采用块(固体块)的形式。尽管存在薄膜柔性电池，但是这些设备的柔性由于电极材料的层离而相对受限。此外，当前可用的柔性电池均为不可伸展的。

在本文中所公开的装置和方法可以解决或不解决该问题。

在本说明书中对之前公开的文档或任何背景技术的列举或讨论未必视作承认文档或背景技术是现有技术的一部分或者是公知常识。本公开的一个或多个方面/实施例可以解决或者不解决一个或多个背景技术的问题。

发明内容

根据第一方面，提供了一种装置，包括至少一个衬底，至少一个衬底包括第一电极和第二电极并且被配置为形成使第一电极和第二电极被包含在其中并且彼此面对的密封腔室，密封腔室包括在第一电极和第二电极之间的空间中的电解质，其中至少一个衬底被配置为经受可逆伸展而仍然形成包含电解质的密封腔室。

装置可以被配置用于产生(例如经由氧化还原反应或嵌入机制)和/或存储(例如经由电荷分离)电能。

装置可以包括第一衬底和第二衬底。第一衬底可以包括第一电极，并且第二衬底可以包括第二电极。第一衬底和第二衬底可以接合在一起以形成密封腔室。第一衬底和/或第二衬底可以被配置为经受可逆伸展。

装置可以包括第一衬底。第一衬底可以包括第一电极和第二电极二者。第一衬底可以被弯折到其自身上以形成密封腔室。

装置可以被配置为使得当至少一个衬底经受可逆伸展时第一电极能够相对于第二电极横向移动。

至少一个衬底可以包括热塑性弹性体(可伸展热塑性)。热塑性弹性体可以包括以下项中的一项或多项：热塑性聚氨酯(聚酯基、聚醚基或聚己内酯基)、苯乙烯基热塑性弹性体(例如苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS))；聚酰胺基热塑性弹性体(例如酯-醚-酰胺(PEEA)、酯-酰胺(PEA)、碳酸酯-酯-酰胺(PCEA)或醚-嵌段-酰胺(PEBA))；聚酯基热塑性弹性体(例如酯-醚(PEE))；聚烯烃基热塑性弹性体(例如聚丙烯或乙烯和硫化橡胶(PP+EPDM)，或聚丙烯或乙烯和硫化/非硫化橡胶)；聚合有机硅(例如聚二甲硅氧烷(PDMS))；含氟聚合物(例如聚四氟乙烯(PTFE))；以及具有动态硫化硅树脂的热塑性聚氨酯。

第一电极和/或第二电极可以包括活性材料。术语“活性材料”可以视为意指参与装置的充电/放电机制的电极材料。例如在电池中，活性材料可以是参与了电化学反应或嵌入机制的电极材料。另一方面，在超级电容器中，活性材料可以是参与了电偶层的形成的电极材料。

活性材料可以包括以下项中的一项或多项：碳纳米颗粒，碳纳米管，碳纳米角，碳纳米管网络，石墨烯，石墨烯薄片，金属纳米线，金属纳米线网，半导体纳米线，半导体纳米线网，以及金属氧化物纳米颗粒。碳纳米管可以在至少一个衬底上基本上水平对准。活性材料用于电池时，活性材料可以包括LiCoO₂、LiFeO₂、Li金属和石墨(优选为纤维形式)。活性材料可以是透光的。

第一电极和/或第二电极可以包括电荷收集材料。电荷收集材料可以包括以下项中的一项或多项：导电织物、金属层、金属曲径层、以及多个金属颗粒。导电织物可以包括导电莱卡。金属可以包括金、铝、铜和/或银。