[發(fā)明專利]用于多孔電化學(xué)電容器的毫微級(jí)加工結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380045135.3
• 申請(qǐng)日: 2013-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN104584159B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.S.賈納;C.W.霍爾斯瓦特;金薇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): H01G4/005
• 分類號(hào): H01G4/005
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐予紅;湯春龍

本發(fā)明的實(shí)施例描述能量存儲(chǔ)設(shè)備、多孔電極和形成方法。在一個(gè)實(shí)施例中，一種能量存儲(chǔ)設(shè)備包括包含成銳角延伸到導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的多個(gè)主通道的多孔結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，一種能量存儲(chǔ)設(shè)備包括包含V槽凹進(jìn)陣列或棱錐形凹進(jìn)陣列的多孔結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開的實(shí)施例一般涉及能量存儲(chǔ)設(shè)備，以及更具體地來(lái)說(shuō)，涉及形成高表面積多孔電極的方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代社會(huì)依賴于能源的隨時(shí)可用性。隨著能源需求增長(zhǎng)，能夠高效儲(chǔ)能的器件變得越加重要。因此，能量存儲(chǔ)設(shè)備，包括電池、電容器、電化學(xué)電容器（EC）（包括偽電容器和雙電層電容器（EDLC）- 其中也稱為超級(jí)電容器）混合型EC等正在廣泛地用于電子領(lǐng)域及以外。具體來(lái)說(shuō)，電容器廣泛地用于范圍從電路和電力輸送到電壓調(diào)整和電池更換的應(yīng)用。電化學(xué)電容器的特征是高儲(chǔ)能電容器以及其他期望的特征，包括高功率密度、小尺寸和重量輕，并且由此已經(jīng)成為在若干儲(chǔ)能應(yīng)用中使用的有前景的候選。

在公開為WO 2011/123135的相關(guān)專利PCT/US2010/029821中，披露用于形成高能量密度電化學(xué)電容器的三維結(jié)構(gòu)。在披露的實(shí)施例的其中一些實(shí)施例中，使用濕法蝕刻工藝將將毛細(xì)孔深入地蝕刻到硅結(jié)構(gòu)中，并以電解質(zhì)或以高介電常數(shù)材料和/或與電解質(zhì)組合的薄導(dǎo)電膜填充這些毛細(xì)孔。

附圖說(shuō)明

結(jié)合附圖閱讀下文詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明披露的實(shí)施例，這些附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量存儲(chǔ)設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量存儲(chǔ)設(shè)備的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的雙電層的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在（1011）硅表面中形成的多孔結(jié)構(gòu)的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量存儲(chǔ)設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主通道的近距離橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在（322）硅表面中形成的多孔結(jié)構(gòu)的橫截面?zhèn)纫晥D圖示圖像；

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在（111）硅表面中形成的多孔結(jié)構(gòu)的橫截面?zhèn)纫晥D圖像；

圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成多孔電極的方法的流程圖；

圖9-10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多孔結(jié)構(gòu)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成多孔電極的方法的流程圖。

圖12-13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多孔結(jié)構(gòu)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

根據(jù)本發(fā)明的以電化方式蝕刻多孔結(jié)構(gòu)的方法；

圖14是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成具有V槽或棱錐形凹進(jìn)的陣列的多孔電極的方法的流程圖；

圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在襯底上形成的陣列掩模線的頂視圖圖示；

圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在襯底中形成的V槽凹進(jìn)陣列的頂視圖圖示；

圖17是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在襯底上形成的陣列掩模線的頂視圖圖示；

圖18是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在襯底中形成的棱錐形凹進(jìn)陣列的頂視圖圖示；

圖19是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量存儲(chǔ)設(shè)備的多孔結(jié)構(gòu)的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖20是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量存儲(chǔ)設(shè)備的多孔結(jié)構(gòu)的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖21是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量存儲(chǔ)設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D圖示；

圖22是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成能量存儲(chǔ)設(shè)備的方法的流程圖；