用于蓄电装置的柔性电极制造方法及图纸

一种装置(517)，包括电绝缘材料的柔性衬底(518)和导电聚合物，其中导电聚合物被柔性衬底(518)保持以一起形成蓄电装置(517)的电极的至少一部分，从而导电聚合物为蓄电装置(517)所生成的和/或所存储的电子提供电路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于蓄电装置的柔性电极
本公开涉及柔性/可弯曲/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合在可穿戴电子设备中使用的柔性/可弯曲和/可伸展蓄电装置。某些公开的示例方面/实施例涉及包括柔性和/或可伸展蓄电装置的便携式电子设备，特别是可以手持使用(尽管它们可以被放置在支架上使用)的所谓的手持式电子设备。这种手持式电子设备包括所谓的个人数字助理(PDA)。便携式电子设备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(例如内置的)数字照相机)，以及游戏功能。
技术介绍
可穿戴(或舒适的)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
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可以不解决该问题。在本说明书中对之前公开的文档或任何
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的列举或讨论未必视作承认文档或
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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
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的问题。
技术实现思路
根据第一方面，提供一种装置，该装置包括电绝缘材料的柔性衬底和导电聚合物，其中导电聚合物被柔性衬底保持以一起形成蓄电装置的电极的至少一部分，从而导电聚合物为蓄电装置所生成的和/或所存储的电子提供电路径。该装置可以被配置用于产生(例如经由氧化还原反应或插入(intercalation)机制)和/或存储电(例如经由电荷分离)。柔性衬底可以包括多个交织纤维。导电聚合物可以通过被吸收到柔性衬底的纤维中来被柔性衬底保持。导电聚合物可以通过在柔性衬底的纤维上形成表面涂层来被柔性衬底保持。导电聚合物可以通过填充在柔性衬底的纤维之间的空间来被柔性衬底保持。柔性衬底可以是织物材料。织物材料可以包括棉花、聚酯、尼龙和合成弹力纤维的一个或者多个。导电聚合物可以包括聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、聚苯胺和聚吡咯中的一个或者多个。根据又一方面，提供一种包括如以上描述的装置的蓄电装置。该蓄电装置可以包括第一电极和第二电极。以上描述的装置可以形成第一电极的至少一部分。第二电极可以包括金属箔和导电织物材料中的一个或者多个。金属箔可以是锂金属箔。导电织物材料可以包括在多个交织纤维上支撑的一个或者多个银粒子、碳粒子、硅粒子和/或锂盐。蓄电装置可以包括在第一与第二电极之间的电解质。术语“电解质”可以涵盖如在常规静电容器中使用的电绝缘材料(例如电介质)以及如在电解质电容器和超级电容器中使用的电离地传导材料。电解质可以是液体或者凝胶电解质。电解质可以包括碳酸丙烯、氯化钾的水溶液、或者对柔性衬底和导电聚合物有化学抗性的任何电离地传导介质。凝胶电解质可以包括单价丙烯酸脂聚合物基质。在使用液体电解质时，蓄电装置可以包括配置为防止在第一与第二电极之间的物理接触的分离器。分离器可以包括以下各项中的一项或者多项：棉花、聚酯、合成弹力纤维、聚酯弹性体、烃类弹性体或者任何其它绝缘、可伸展纤维。电解质可以被包含在分离器内(即分离器被浸泡在电解质中)。第一电极和/或第二电极可以包括活性材料。术语“活性材料”可以视为意指参与蓄电装置的充电/放电机制的电极材料。例如在电池中，活性材料可以是参与电化学反应或插入机制的电极材料。另一方面，在超级电容器中，活性材料可以是参与电偶层的形成的电极材料。活性材料可以包括以下各项中的一项或多项：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。在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。导电聚合物可以作为第一电极的活性材料工作。柔性衬底、导电聚合物、活性材料、分离器和电解质中的一个或多个可以被配置为经受可逆伸展和/或弯曲。柔性衬底、导电聚合物、活性材料、分离器和电解质中的一个或多个可以被配置为经受高达20％、30％、50％或100％拉伸应变的可逆伸展。柔性衬底、导电聚合物、活性材料、分离器和电解质中的一个或多个可以被配置为经受45°、90°、135°或180°角度的可逆弯曲。柔性衬底、导电聚合物、活性材料、分离器和电解质中的一个或多个可以是充分地柔性和/或可伸展的，以使得蓄电装置适用于挠曲安装、伸展安装、动态伸展、和/或动态挠曲应用。在未折曲和未伸展状态中，蓄电装置可以具有总体平坦的形式。柔性衬底、导电聚合物、活性材料、分离器和电解质中的一个或多个可以被配置为经受基本上平行于蓄电装置的平面的可逆伸展。柔性衬底、导电聚合物、活性材料、分离器和电解质中的一个或多个可以被配置为围绕基本上平行于蓄电装置的平面的轴线可逆弯曲。蓄电装置可以是以下中的一个或者多个：电池(一次或二次电池)，电容器(静电的，电解质的，或超级电容器)，和电池-电容器混合体。根据又一方面，提供了一种包括以上描述的蓄电装置的设备。该设备可以包括配置为响应于所施加的机械应变来发电的发电弹性体。蓄电装置可以被配置为存储发电弹性体所生成的电。发电弹性体可以被定位于蓄电装置的一侧或者两侧上。发电弹性体可以包括压电聚合物、电解质电活性聚合物(电解质弹性体)、铁电聚合物、电致伸缩接枝聚合物、液体晶体聚合物、离子电活性聚合物、电流变流体和离子聚合物-金属化合物中的一个或者多个。设备可以是电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备、以及用于任何前述设备的模块的一个或者多个。根据另一方面，提供了一种包括以上描述的蓄电装置的服装物品。柔性衬底可以由服装物品的层形成。蓄电装置可以被附接到服装物品的层。蓄电装置可以通过被粘合或者缝合到服装物品的层上来附接到服装物品的层。根据另一方面，提供了一种包括以上描述的蓄电装置的保护袋。柔性衬底可以由保护袋的层形成。蓄电装置可以被附接到保护袋的层。蓄电装置可以通过被粘合或者缝合到保护袋的层上来附接到保护袋的层。保护袋可以包括配置为感应耦合到设备的第二线圈的第一线圈。在第一线圈与第二线圈之间的感应耦合可以被配置为实现向设备传送生成的和/或蓄电装置存储的电能。根据另一方面，提供了一种方法，该方法包括在电绝缘材料的柔性衬底上沉积导电聚合物，从而导电聚合物在沉积之后被柔性衬底保持以一起形成蓄电装置的电极的至少一部分，其中导电聚合物为蓄电装置所生成的和/或所存储的电子提供电路径。在柔性衬底上沉积导电聚合物可以包括在柔性衬底上直接沉积预先形成的导电聚合物油墨。在本文中所公开的任何方法的步骤不必以所公开的精确顺序执行，除非明确指出或者由本领域技术人员所理解。用于执行一个或多个所公开的方法的对应的计算机程序也在本公开的范围内，并且由一个或多个所描述的示例性实施例所涵盖。装置可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括电绝缘材料的柔性衬底和导电聚合物，其中所述导电聚合物被所述柔性衬底保持以一起形成蓄电装置的电极的至少一部分，从而所述导电聚合物为所述蓄电装置所生成的和/或所存储的电子提供电路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.04 US 13/439,3341.一种电子装置，包括：电绝缘材料的柔性衬底；导电聚合物；发电弹性体，被配置为响应于所施加的机械应变来发电；以及能量收获电路，被定位成与所述导电聚合物相邻并且接触以及与所述发电弹性体相邻并且接触；其中所述导电聚合物被所述柔性衬底保持以一起形成蓄电装置的电极的至少一部分，从而所述导电聚合物为所述蓄电装置所生成的和/或所存储的电子提供电路径；其中所述柔性衬底包括多个交织纤维；并且其中所述柔性衬底被配置为经受可逆弯曲和/或可逆伸展。2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述导电聚合物通过被吸收到所述柔性衬底的所述纤维中而被所述柔性衬底保持。3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述导电聚合物通过在所述柔性衬底的所述纤维上形成表面涂层而被所述柔性衬底保持。4.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述导电聚合物通过填充所述柔性衬底的所述纤维之间的空间而被所述柔性衬底保持。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子装置，其中所述导电聚合物用作所述电极的活性材料。6.一种蓄电装置，包括根据权利要求1至5中任一项所述的电子装置，其中所述蓄电装置包括第一电极和第二电极，以及其中根据权利要求1至5中任一项所述的电子装置形成所述第一电极的至少一部分。7.根据权利要求6所述的蓄电装置，其中所述蓄电装置是电池、电容器和电池-电容器混合体中的一个或者多个。8.一种设备，包括根据权利要求6所述的蓄电装置。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述蓄电装置被配置为存储所述发电弹性体所生成的电。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏迪，D·科顿，P·安德鲁，T·T·赖哈南，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI