[发明专利]微电池设计和诊断

说明书

实施例包括用于评估微电池的方法和产品。微电池包括阴极层，与阴极层物理地分离的阳极层，以及与阳极和阴极接触的电解质层。微电池也包括与电解质层物理地接触的至少一个辅助电极，辅助电极包含至少一个金属涂层和至少一个非导电膜，其中至少一个金属涂层与阴极和阳极物理地分离。

技术领域

本公开涉及电能量源，并且特别地涉及微电池和微电池诊断。

背景技术

常规的微电池可以包含数个部件，该数个部件包括阴极、阳极、以及电解质材料。这类微电池可以用于各种应用。业界要求越来越小和更高效的能量源，从而导致频繁地测试和分析各种部件材料和电池设计。然而，在常规的电池中，单独的部件特性(诸如阻抗特性)的测试可能是困难的，并且在一些情形中仅可以辨别关于完全组装好电池的信息，而非单个的电极。将希望具有测试单个微电池部件的能力以优化电池材料和设计。

发明内容

根据一个实施例，微电池包括阴极层以及与阴极层物理地分离的阳极层。微电池也包括与阳极层和阴极层物理地接触的电解质层。微电池也包括与电解质层物理地接触的至少一个辅助电极，辅助电极包括至少一个金属涂层以及至少一个非导电膜，其中至少一个金属涂层与阴极和阳极物理地分离。

根据另一实施例，评估微电池的方法包括提供微电池，微电池包含阴极层和与阴极层物理地分离的阳极层，以及与阳极和阴极接触的电解质层。该方法也包括提供与电解质层物理地接触的至少一个辅助电极，辅助电极包括至少一个金属涂层和至少一个非导电膜，其中至少一个金属涂层与阴极和阳极物理地分离。该方法也包括在辅助电极与阴极或阳极中的一个之间形成第一电路。该方法也包括向第一电路施加外部电势。该方法也包括测量阴极层特性和阳极层特性中的一个或多个。

在又一实施例中，评估微电池的方法包括提供微电池。微电池包括阴极层，与阴极层物理地分离的阳极层，与阳极层和阴极层接触的电解质层，以及第一辅助电极和第二辅助电极。第一辅助电极和第二辅助电极中的每一个辅助电极与电解质层物理地接触，并且每一个辅助电极包含至少一个金属涂层和至少一个非导电膜。至少一个金属涂层与阴极和阳极物理地分离。该方法也包括在第一辅助电极和第二辅助电极之间形成第一电路。该方法也包括向第一电路施加外部电势。该方法也包括测量电解质层的特性。

附图说明

特别地在说明书完结处的权利要求书中指出并且清楚地请求保护被认作是本发明的主题。从结合附图的以下详细说明书将使得本发明的前述和其他特征和优点是明显的。

图1A-图1C示出了常规微电池的剖视图，其中：

图1A示出了示例性常规微电池的剖视侧视图；

图1B示出了另一示例性常规微电池的剖视侧视图；以及

图1C示出了又一示例性常规微电池的剖视侧视图。

图2A示出了根据一个示例性实施例的具有电隔离的微电极的微电池的剖视侧视图。

图2B示出了根据另一示例性实施例的具有电隔离的微电极的微电池的剖视侧视图。

图3A示出了根据一个示例性实施例的具有电隔离的微电极的微电池的剖视侧视图，电隔离的微电极具有与顶部和底部微电极表面相邻的水凝胶。

图3B示出了根据另一示例性实施例的具有电隔离的微电极的微电池的剖视侧视图，电隔离的微电极具有与顶部和底部微电极表面相邻的水凝胶。

图4A示出了根据一个示例性实施例的具有电隔离的微电极的微电池的自上而下剖视图。

图4B示出了根据另一示例性实施例的具有两个电隔离微电极的微电池的自上而下剖视图。

图5是根据本公开的示例性微电池的照片。

图6是在放电之前测试的针对根据本公开的示例性微电池的阻抗分析的尼奎斯特曲线。