一种用于储电的装置及相关联的方法制造方法及图纸

一种装置，包括第一电极、第二电极和电解质，第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一和第二电极之间产生电势差，电解质被配置为使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时从第一电极流向第二电极，其中电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给第一电极以促进质子的生成。

Device for storing electricity and associated method

A device includes a first electrode, a second electrode and the first electrode electrolyte, including graphene oxide and is configured to generate a proton to generate potential difference between the first and second electrodes in the presence of water, electrolyte is configured such that the proton generated in the first and second electrodes are connected through an external circuit flow from the first electrode of the second electrode, wherein the electrolyte comprises ionic fluid, ionic fluid is configured to absorb water from the surrounding environment and the water delivered to the first electrode in order to promote the generation of proton.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于储电的装置及相关联的方法
本公开涉及储电领域(包括例如电池、超级电容器以及电池-电容器混合体)、相关联的方法和装置，并且特别地涉及包括氧化石墨烯电极和电解质的装置，氧化石墨烯电极被配置为在存在水的情况下生成质子以产生电势差，电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给电极以促进质子的生成。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的所谓的手持便携式电子设备(但是在使用中它们可以放置在支架中)。这种手持便携式电子设备包括所谓的个人数字助理(PDA)、智能手表和平板PC。根据一个或多个公开的示例方面/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，电信通信、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/非交互式观看功能(例如web浏览、导航、电视/节目观看功能)、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)、数据下载/发送功能、图像捕获功能(例如，使用(例如内置的)数码相机)和游戏功能。
技术介绍
目前正在进行研究以开发比用于现代电子设备中的现有储电单元具有更大存储容量的更小的储电单元。本公开的一个或多个方面/实施例可以或可以不解决这个问题。先前公布的文档或本说明书中的任何背景的列举或讨论不应当被视为承认文档或背景是现有技术的一部分或是公知常识。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种装置，其包括第一电极、第二电极和电解质，第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一和第二电极之间产生电势差，电解质被配置为使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时从第一电极流向第二电极，其中电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给第一电极以促进质子的生成。第一和第二电极可以被配置为在它们之间的界面处彼此形成结。电解质可以与第一和第二电极的结接触。该装置可以被配置为允许第一电极和电解质中的一者或两者被暴露于周围环境中的水。第二电极可以包括以下中的一项或多项：氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、氢氧化钾、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐、碱以及导电聚合物。第一和第二电极可以包括相应的第一和第二氧化石墨烯墨水。第一氧化石墨烯墨水的pH值可以低于第二氧化石墨烯墨水的pH值。第一氧化石墨烯墨水的pH值可以为1到4，第二氧化石墨烯墨水的pH值可以为13到14。室温离子流体可以包括室温离子液体和离子胶体中的一项或多项。室温离子流体可以是至少在以下温度范围中的一项或多项内的液体或胶体：-100℃至+100℃；-50℃至+50℃；+15℃至+35℃；以及+20℃至+27℃。室温离子流体可以包括三乙基锍双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-甲基-咪唑鎓盐和三辛基甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺中的一项或多项。电解质还可以包括一种或多种盐，其被配置为帮助质子从第一电极流向第二电极和/或增强室温离子流体从周围环境吸收水。一种或多种盐可以包括双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂、氯化锂和氯化钠中的至少一项。室温离子流体可以是亲水性的和离子导电的。室温离子流体可以包括阳离子和阴离子。阳离子的大小可以基本上大于阴离子。该装置可以包括被配置为在相应电极和外部电路之间提供电路径的与第一和第二电极接触的相应电荷收集器。相应电荷收集器中的一者或两者可以包括金属、合金、金、银、铜、铝、钢和氧化铟锡中的至少一项。该装置可以包括被配置为支撑第一和第二电极的基底。该装置可以是以下中的一项或多项：电池、电容器、超级电容器、电池-电容器混合体、电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备、移动电话、个人数字助理、平板手机、平板计算机、膝上型计算机、电子手表、无线传感器、电化学传感器、可穿戴设备、RFID标签、电致变色设备、以及用于这些设备中的一个或多个的模块。根据另一方面，提供了一种制造包括第一电极、第二电极和电解质的装置的方法，该方法包括：形成第一和第二电极，第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一和第二电极之间产生电势差；以及提供电解质以使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时从第一电极流向第二电极，电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给第一电极以促进质子的生成。形成第一和第二电极以及提供电解质中的一者或两者可以包括印刷电极/电解质。根据另一方面，提供了一种使用装置产生电势差的方法，该装置包括第一电极、第二电极和电解质，第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在第一和第二电极之间产生电势差，电解质被配置为使得所生成的质子能够在第一和第二电极通过外部电路被连接时从第一电极流向第二电极，其中电解质包括室温离子流体，室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给第一电极以促进质子的生成，该方法包括：将电解质暴露于周围环境中的水中以促进由第一电极生成质子以及在第一和第二电极之间产生对应的电势差。本文中所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行，除非明确地陈述或技术人员理解。用于实现本文中所公开的方法中的一个或多个的对应的计算机程序(其可以或可以不记录在载体上)也在本公开内，并且被一个或多个所描述的示例实施例涵盖。本公开包括单独或以各种组合的一个或多个对应的方面、示例性实施例或特征，无论是否以该组合或单独具体陈述(包括要求保护的)。用于执行所讨论的功能中的一个或多个的对应的装置也在本公开内。上述
技术实现思路
仅仅是示例性的而非限制性的。附图说明现在仅通过示例的方式参照附图给出描述，在附图中：图1a在平面图中示出了现有的质子电池；图1b在截面中示出了图1a的质子电池；图1c示意性地示出了在各种不同放电电流处图1a的质子电池的放电曲线；图2示意性地示出了根据本公开的装置的一个示例；图3示意性地示出了具有各种不同结面积的图1的装置的放电曲线；图4示意性地示出了包括两个堆叠结的装置的放电曲线；图5示意性地示出了根据本公开的装置的另一示例；图6示意性地示出了制造图1的装置的方法；图7示意性地示出了使用图1的装置的方法；以及图8示出了包括计算机程序的计算机可读介质，计算机程序被配置为执行、控制或实现图6或7的方法步骤中的一个或多个。具体实施方式电能存储是便携式电子设备的重要考虑因素。目前正在为此目开发质子电池。一种类型的质子电池的能量产生机制涉及氧化石墨烯在与水接触时的降解。水可以被包含在电池内或者可以来自周围环境(例如以空气湿度的形式)。图1a和1b分别在平面图和截面中示出了现有的基于氧化石墨烯的质子电池101。电池101包括由氧化石墨烯形成的第一电极102和由还原氧化石墨烯形成的第二电极103。沉积第一电极102和第二电极103，使得它们(至少部分地)位于相应的银电荷收集器107上面，并且在其间的界面(例如，其中电极材料彼此混合和/或交叠)处彼此形成结106。在该示例中，电荷收集器107均具有5mm的长度(l)和宽度(w)，1μm的厚度(t)，并且彼此隔开2mm。因此，面内结面积(即1×w)为10mm2。进行多个充电/放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括第一电极、第二电极和电解质，所述第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在所述第一电极和所述第二电极之间产生电势差，所述电解质被配置为使得所生成的质子能够在所述第一电极和所述第二电极通过外部电路被连接时从所述第一电极流向所述第二电极，其中所述电解质包括室温离子流体，所述室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给所述第一电极以促进质子的生成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.07 EP 14187884.31.一种装置，包括第一电极、第二电极和电解质，所述第一电极包括氧化石墨烯并且被配置为在存在水的情况下生成质子以在所述第一电极和所述第二电极之间产生电势差，所述电解质被配置为使得所生成的质子能够在所述第一电极和所述第二电极通过外部电路被连接时从所述第一电极流向所述第二电极，其中所述电解质包括室温离子流体，所述室温离子流体被配置为从周围环境吸收水并且将所述水递送给所述第一电极以促进质子的生成。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电极和所述第二电极被配置为在所述第一电极与所述第二电极之间的界面处彼此形成结，并且其中所述电解质与所述第一电极和所述第二电极的所述结接触。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述装置被配置为允许所述第一电极和所述电解质中的一者或两者被暴露于所述周围环境中的水。4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述第二电极包括以下中的一项或多项：氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、氢氧化钾、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐、碱以及导电聚合物。5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述第一电极和所述第二电极包括相应的第一氧化石墨烯墨水和第二氧化石墨烯墨水，并且其中所述第一氧化石墨烯墨水的pH值低于所述第二氧化石墨烯墨水的pH值。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一氧化石墨烯墨水的pH值为1到4，并且所述第二氧化石墨烯墨水的pH值为13到14。7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体是至少在以下温度范围中的一项或多项内的液体或胶体：-100℃至+100℃；-50℃至+50℃；+15℃至+35℃；以及+20℃至+27℃。8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体包括三乙基锍双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体包括1-丁基-3-甲基-咪唑鎓盐。10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述室温离子流体包括三辛基甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述电解质还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏迪，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI