电池单元以及用于制造电池单元的方法技术

本发明专利技术公开了一种电池单元以及用于制造电池单元的方法，并且具体地，实施例提供了一种包括多孔隔膜的电池单元，多孔隔膜包括转换的半导体材料。多孔隔膜将电池单元的第一半单元和第二半单元分隔开。多孔隔膜包括允许离子和/或电解质在第一半单元和第二半单元之间移动的通道。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种。
技术介绍
随着诸如笔记本、便携式电话、照相机和其他的便携式电子设备的使用增多以及随着电驱动汽车的使用增多，具有高能量密度的二次或者可再充电电池作为用于这些设备的电源已经受到增多的关注。这样的可再充电电池的示例是锂离子可再充电电池。 此外，需要相对较低量电能的集成电路或电子器件越来越多用于许多应用中。因此，将需要提供可以向这些集成电路或电子器件供应能量的小型化电池。
技术实现思路
根据第一方面，实施例提供了一种用于提供或制造电池单元的方法。方法包括形成半导体衬底的多孔部分。多孔部分提供或者用作用于将电池单元的第一半单元与第二半单元分隔开的隔膜。隔膜包括允许离子和/或电解质在第一半单元和第二半单元之间移动的通道。 根据另一方面，实施例提供了一种用于在多个单独的衬底层的堆叠中提供电池单元的方法。方法包括向第一半导体衬底层的第一表面中形成对应于第一半单元的第一空腔的至少一部分，以使得第一空腔的底部由第一表面以下的衬底材料限定。向第一空腔的底部中形成多孔半导体材料部分，以使得第一空腔的底部由多孔半导体材料部分提供。向第一衬底层的与第一表面相对的第二表面中形成对应于第二半单元的第二空腔的至少一部分，以使得第二空腔的底部由多孔半导体材料部分提供。多孔半导体材料部分提供了用于将电池单元的第一半单元与第二半单元分隔开的隔膜。隔膜包括允许离子和/或电解质在第一空腔和第二空腔之间移动的通道。第一半单元和/或第二半单元的其他部分形成在至少一个其他单独的半导体衬底层中。第一半导体衬底层和至少一个其他单独的半导体衬底层被堆叠以获得电池单元或者其至少部分。 根据另一方面，实施例涉及一种电池单元。电池单元包括半导体衬底的多孔部分。多孔部分提供或者用作用于将电池单元的第一半单元与第二半单元分隔开的隔膜。隔膜包括允许离子和/或电解质在第一半单元和第二半单元之间移动的通道。 根据另一方面，实施例涉及一种用于制造电池单元的方法，包括将半导体材料转换为多孔隔膜。多孔隔膜被配置用于将电池单元的第一半单元与第二半单元分隔开，并且包括允许离子和/或电解质在第一半单元和第二半单元之间移动的通道。 根据另一方面，实施例涉及一种用于制造电池单元的方法，包括形成多孔隔膜，形成多孔隔膜包括增加半导体材料的多孔性。在增加多孔性之后，方法进一步包括氧化半导体材料。 根据另一方面，实施例涉及一种电池单元，包括正电极、负电极、以及在正电极和负电极之间的多孔隔膜。多孔隔膜主要包括氧化的半导体材料。此外，电解质与正电极、负电极和多孔隔膜接触。 根据另一方面，实施例涉及一种用于制造电化电池的方法，包括将半导体材料转换为多孔隔膜，其中多孔隔膜被配置用于将电化电池的第一半单元与第二半单元分隔开。多孔隔膜包括允许离子和/或电解质在第一半单元和第二半单元之间移动的通道。在一个或多个实施例中，电化电池可以是电池单元。在一个或多个实施例中，电化电池可以是燃料电池。 根据另一方面，实施例涉及一种用于制造电化电池的方法，包括形成多孔隔膜，形成多孔隔膜包括增加半导体材料的多孔性。在增加多孔性之后，方法进一步包括氧化半导体材料。在一个或多个实施例中，电化电池可以是电池单元。在一个或多个实施例中，电化电池可以是燃料电池。 根据另一方面，实施例涉及一种电化电池，包括阳极、阴极、以及在阳极和阴极之间的多孔隔膜。多孔隔膜主要包括氧化的半导体材料。在一个或多个实施例中，电化电池可以是电池单元。在一个或多个实施例中，电化电池可以是燃料电池。在一个或多个实施例中，基本上所有多孔隔膜可以是氧化的半导体材料。在一个或多个实施例中，氧化的半导体材料可以是硅玻璃。 根据另一方面，实施例涉及一种电化电池，包括阳极、阴极、以及在阳极和阴极之间的多孔隔膜。多孔隔膜主要包括硅玻璃。在一个或多个实施例中，基本上所有多孔隔膜可以是硅玻璃。在一个或多个实施例中，电化电池可以是电池单元。在一个或多个实施例中，电化电池可以是燃料电池。 根据另一方面，实施例涉及一种包括多孔隔膜的电池单元，多孔隔膜包括转换的半导体材料。多孔隔膜将电池单元的第一半单元与第二半单元分隔开。多孔隔膜包括允许离子和/或电解质在第一半单元和第二半单元之间移动的通道。转换的半导体材料可以对于离子和/或电解质的侵蚀基本上是惰性的。 【附图说明】 以下将仅借由示例的方式并且参考附图描述装置和/或方法的一些实施例，其中: 图1示出了用于形成电池单元的示例性方法的流程图以及得到的电池单元； 图2a、图2b、图2c示出了用于形成电池单元的方法以及得到的电池单元的另一实施例； 图3示出了用于向第一衬底中形成多孔分隔体薄膜的过程的实施例； 图4示出了向单独的半导体层的堆叠中集成的电池单元的实施例；以及 图5示出了耦合至集成在形成了电池单元的堆叠的至少一个单独的层中的电路的电池单元。 [0021 ] 图6示出了燃料电池的实施例的框图。 【具体实施方式】 现在将更充分地参照其中示出了一些示例性实施例的附图来描述各个示例性实施例。在附图中，为了明晰可以扩大线条、层和/或区域的厚度。 因此，尽管示例性实施例能够具有各种修改形式和备选形式，但是借由附图中的示例示出了其实施例，并且在本文中将详细描述。然而应该理解的是，并非意在将示例性实施例限定于所公开的具体形式，而是与之相反，示例性实施例将覆盖落入本公开的范围内的所有修改形式、等价形式以及备选形式。贯穿对附图的描述相同附图标记表示相同或相似的元件。 应该理解的是，当元件被称作“连接”或者“耦合”至另一元件时，其可以直接连接或者耦合至另一元件，或者可以存在居间元件。相反地，当元件被称作“直接连接”或“直接耦合”至另一元件时，不存在居间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应该以类似方式理解(例如“在……之间”相对于“直接在……之间”、“相邻”相对于“直接相邻”等)。 在本文中使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并且并非意在限定示例性实施例。如在本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文明确给出相反指示。应该进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“具有”规定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并未排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。 除非明确给出相反限定，在本文中使用的所有术语(包括技术和科技术语)具有示例性实施例所属
的技术人员通常理解的相同含义。应该进一步理解的是，例如那些在通常使用的词典中限定的术语应该解释为具有与相关领域的背景中它们含义一致的含义，并且不应以理想化或过度正式的意义解释，除非在本文中明确限定。 以下说明书中使用的术语“载体”或“半导体载体”可以包括具有半导体表面的任何基于半导体的材料。载体和结构应该理解为包括硅(Si)、绝缘体上硅(SOI)、蓝宝石上硅(SoS)、掺杂和未掺杂的半导体、由基底半导体基座支撑的娃外延层、以及其他半导体结构。此外，术语“载体”或“半导体载体”进一步包括任何种类的半导体层，其可以是单晶、多晶或非晶的，其形成在合适的衬底材料上。此外，载体可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造电池单元的方法，包括：将半导体材料转换为多孔隔膜，所述多孔隔膜能够将所述电池单元的第一半单元与第二半单元分隔开，所述多孔隔膜包括允许离子和/或电解质在所述第一半单元和所述第二半单元之间移动的通道。

【技术特征摘要】
2013.07.31 US 13/955,2211.一种用于制造电池单元的方法，包括: 将半导体材料转换为多孔隔膜，所述多孔隔膜能够将所述电池单元的第一半单元与第二半单元分隔开，所述多孔隔膜包括允许离子和/或电解质在所述第一半单元和所述第二半单元之间移动的通道。2.根据权利要求1所述的方法，其中转换所述半导体材料包括化学处理。3.根据权利要求1所述的方法，其中转换所述半导体材料包括热处理。4.根据权利要求1所述的方法，其中转换所述半导体材料包括增加所述半导体材料的多孔性。5.根据权利要求1所述的方法，其中转换所述半导体材料包括将所述材料转换为对于所述离子和/或电解质呈惰性的材料。6.根据权利要求1所述的方法，其中转换所述半导体材料包括氧化所述半导体材料。7.根据权利要求6所述的方法，其中转换所述半导体材料包括转换所述半导体材料的一部分，并且包括氧化所述半导体材料的基本上全部部分。8.根据权利要求6所述的方法，其中氧化所述半导体材料包括加热所述半导体材料。9.根据权利要求6所述的方法，其中氧化所述半导体材料包括按体积氧化所述半导体材料的至少50%。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述电解质是非固体电解质。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述电解质包括胶体电解质。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体材料包括硅。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述电池单元是可再充电电池单元。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述电池单元是锂离子电池单元，并且所述多孔隔膜允许所述电解质中的锂离子在所述锂离子电池单元的所述第一半单元和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·格勒，M·佐尔格，M·福斯特，K·施穆特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE