裝置和相關(guān)聯(lián)的方法
【專利摘要】在本發(fā)明所描述的一個或多個示例中，提供了一種裝置，其包括：在其上具有相應(yīng)電極的第一和第二電路板(230a,230b)，該第一和第二電路板(230a,230b)處于結(jié)合配置；被定位為接近電極中的一個或多個電極的一個或多個第一層(310a,310b)；接近相應(yīng)電極的電解質(zhì)(345)；以及一個或多個第二層(320a,320b)。第二層(320a,320b)被配置為提供所述結(jié)合配置，第一和第二電路板(230a,230b)在固化時以該結(jié)合配置被結(jié)合在一起，使得相應(yīng)的一個或多個第一層(310a,310b)被定位在一個或多個第二層(320a,320b)和電極之間。該結(jié)合在第二層(320a,320b)和電極之間定義了腔室，其中電極處于腔室中并彼此相對，并且該腔室包括電解質(zhì)(345)。此外，一個或多個第一層(310a,310b)被配置為在固化期間禁止電解質(zhì)(345)與一個或多個第二層(320a,320b)的交互。
【專利說明】裝置和相關(guān)聯(lián)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及電存儲單元及之類的、相關(guān)聯(lián)的裝置、方法和計算機(jī)程序的領(lǐng)域，尤其涉及將電存儲單元集成在柔性印刷電路(FPC)結(jié)構(gòu)內(nèi)。某些所公開的方面/實(shí)施例涉及便攜式和非便攜式的電子設(shè)備，特別是可以在使用中手持的所謂手持便攜式電子設(shè)備(雖然它們在使用中可以被放在支架中)。這樣的手持便攜式電子設(shè)備包括所謂的個人數(shù)字助理(PDA)。
[0002]根據(jù)一個或多個所公開方面/實(shí)施例的便攜式電子設(shè)備/裝置可以提供一種或多種音頻/文本/視頻通信功能(例如，遠(yuǎn)程通信、視頻通信和/或文本傳輸、短消息服務(wù)(SMS)/多媒體消息服務(wù)(MMS)/電子郵件功能)、交互式/非交互式觀看功能(例如，web瀏覽、導(dǎo)航、TV/節(jié)目觀看功能)、音樂錄制/播放功能(例如，MP3或其它格式和/或(FM/AM)無線電廣播錄制/播放)、數(shù)據(jù)下載/發(fā)送功能、圖像捕捉功能(例如，使用(例如，內(nèi)置)數(shù)碼相機(jī))，和游戲功能。
【背景技術(shù)】
[0003]便攜式電子設(shè)備中的多媒體增強(qiáng)模塊(諸如，相機(jī)閃光燈模塊、揚(yáng)聲器驅(qū)動器模塊以及用于電磁傳輸?shù)墓β史糯笃髂K)要求短促的功率突發(fā)。通常，電解質(zhì)電容器被用來對LED和氙閃光燈模塊進(jìn)行供電，而常規(guī)電容器則被用來對揚(yáng)聲器驅(qū)動器模塊進(jìn)行供電，但是它們都無法滿足最優(yōu)性能所需的功率要求。例如，基于氙的閃光燈由于其高電壓操作而通常使用電解質(zhì)電容器。與之相比，LED閃光燈則直接從電池而不是電容器獲得所需電流。使用超級電容器增大了能夠輸送至任一種閃光燈類型的最大電流，由此提高其各自的亮度。
[0004]使用超級電容器能夠改進(jìn)這一情形。例如，在LED閃光燈模塊中，替代電解質(zhì)電容器使用超級電容器能夠?qū)崿F(xiàn)光輸出的加倍。然而，該問題并非像簡單地將一種類型的電容器更換為另一種那么直接。在現(xiàn)代電子設(shè)備中，小型化是一個重要因素，而現(xiàn)有技術(shù)的超級電容器并不滿足當(dāng)前可用封裝中的大小和性能要求。用于要求高功率突發(fā)的模塊的電源必須緊靠負(fù)載電路實(shí)施，對于閃光燈和揚(yáng)聲器應(yīng)用器件而言，比10-30mm更靠近。不幸的是，當(dāng)前的超級電容器是龐大的，受到電解質(zhì)膨脹的影響，并且對于附接至便攜式電子設(shè)備的電路板而言具有錯誤的形式因數(shù)。此外，超級電容器的附接要求若干個并不期望出現(xiàn)的處理步驟。
[0005]說明書中對之前出版的文檔或任意【背景技術(shù)】的列舉或討論都不應(yīng)當(dāng)被必然理解為承認(rèn)該文檔或【背景技術(shù)】構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的一部分或者是公知常識。本公開內(nèi)容的一個或多個方面/實(shí)施例可以或者不可以解決【背景技術(shù)】問題中的一個或多個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在第一方面，提供了一種裝置，該裝置包括:
[0007]其上具有相應(yīng)電極的第一和第二電路板，該第一和第二電路板處于結(jié)合配置；[0008]定位為接近該電極中的一個或多個電極的一個或多個第一層；
[0009]接近相應(yīng)電極的電解質(zhì)；
[0010]—個或多個第二層,其被配置為提供其中第一和第二電路板在固化時被結(jié)合在一起的結(jié)合配置，而使得相應(yīng)的一個或多個第一層被定位在一個或多個第二層和電極之間，該結(jié)合在其間定義了腔室，其中電極處于所述腔室中并彼此相對，該腔室包括電解質(zhì)；并且
[0011]其中一個或多個第一層被配置為在固化期間禁止電解質(zhì)與一個或多個第二層進(jìn)行交互。
[0012]術(shù)語“電路板”可以被理解為表示整個(即，完整且功能性的)電路板，或者電路板的一部分(即，一個或多個構(gòu)成層)。在后者的情況下，第一和第二電路板部分的結(jié)合可以形成整個(即，完整且功能性的)電路板。
[0013]術(shù)語“固化”可以被理解為表示在充分時間段內(nèi)應(yīng)用提高的壓力和提高的溫度以使得第一和第二電路板相結(jié)合。例如，在150-170°C的溫度以及IOOOpsi的壓力下，裝置可以在45分鐘內(nèi)固化。該裝置隨后能夠以IOOOpsi的壓力在室溫進(jìn)一步保持25分鐘。
[0014]一個或多個第一層可以與一個或多個第二層相接合以形成單個結(jié)構(gòu)。
[0015]一個或多個第一層與一個或多個第二層可以由同一單件材料制成(例如，從單個材料坯件進(jìn)行切割、壓制或蝕刻)。在這種情況下，利用其制成一個或多個第一層與一個或多個第二層的材料是粘接片(bondply)或自支撐(即，剛性或半剛性)粘合劑。粘接片可以包括通過粘合劑層而涂覆在任一側(cè)上的聚合物層。自支撐粘合劑可以是來自DuPont?的
Nikaflex?基于環(huán)氧樹脂的片狀粘合劑之一，或者來自DuPont?的Pyralux? LG玻璃加
強(qiáng)結(jié)合薄膜之一。
[0016]另一方面，一個或多個第一層與一個或多個第二層可以由已經(jīng)相接合的不同件的材料所制成。在這種情況下，利用其制成一個或多個第一層的材料可以是覆蓋膜(coverlay)或聚合物,而利用其制成一個或多個第二層的材料可以是粘接片或自支撐粘合劑(如以上所描述的)。覆蓋膜可以包括通過粘合劑層而涂覆在一側(cè)上的聚合物層。不同件的材料可以使用粘合劑相接合，而使得并不通過接合而向單個結(jié)構(gòu)增加實(shí)質(zhì)性的額外厚度(例如，不同件的材料端對端地接合而不是互相重疊)。
[0017]粘接片和/或覆蓋膜的粘合劑可以是單種成分的溫度和/或壓力敏感的粘合劑。粘接片和/或覆蓋膜的粘合劑可以是基于丙烯酸或環(huán)氧樹脂的粘合劑。粘接片和/或覆蓋膜的聚合物可以包括聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亞胺中的一種或多種。
[0018]一個或多個第一層可以被配置為通過包括形成密封以在裝置處于組裝但非固化的狀態(tài)時基本上阻止電解質(zhì)行進(jìn)至一個或多個第二層的材料，而在固化期間禁止電解質(zhì)與一個或多個第二層的交互。
[0019]一個或多個第二層可以包括被配置為在固化之后而非之前基本上阻止來自腔室的電解質(zhì)行進(jìn)的材料。
[0020]單個結(jié)構(gòu)可以包括圍繞相對的電極進(jìn)行定位的一個或多個內(nèi)部接合同心環(huán)和一個或多個外部接合同心環(huán)。一個或多個內(nèi)部環(huán)可以由一個或多個第一層所形成。一個或多個外部環(huán)可以由一個或多個第二層所形成。每個環(huán)可以通過一個或多個接合部而接合至其相鄰環(huán)。徑向相鄰的接合部可以位于相接合的同心環(huán)的不同圓周位置。
[0021]單個結(jié)構(gòu)的一個或多個第一層可以形成第一和第二內(nèi)部環(huán)。單個結(jié)構(gòu)的一個或多個第二層可以形成第一外部環(huán)。將第一內(nèi)部環(huán)和第二內(nèi)部環(huán)相接合的接合部可以在直徑上相對將第二內(nèi)部環(huán)與第一外部環(huán)相接合的接合部進(jìn)行定位。
[0022]第一和第二電路板均可以在其上包括多個分離電極。第一電路板的多個分離電極中的每個分離電極可以被配置為與第二電路板的多個分離電極中相對的分離電極形成分離電極配對。一個或多個第一層和電解質(zhì)可以被定位為接近每個分離電極配對。單個結(jié)構(gòu)的一個或多個相接合的第二層可以被配置為提供結(jié)合配置，其中第一和第二電路板在固化時被結(jié)合在一起，而使得針對每個分離電極配對，一個或多個第一層位于一個或多個第二層與該分離電極配對的電極之間。該結(jié)合可以在其間定義多個相應(yīng)的分離腔室，每個腔室在其中具有分離電極配對并且包括電解質(zhì)。
[0023]一個或多個相應(yīng)分離腔室可以被配置為允許與接近的分離腔室分離。一個或多個相應(yīng)分離腔室可以包括切割線并且/或者可以與接近分離腔室充分間隔開來以允許與相鄰的分離腔室的分離。
[0024]該裝置可以包括位于電極之間的隔離器。電解質(zhì)可以包含在該隔離器內(nèi)。電解質(zhì)可以是液態(tài)或凝膠電解質(zhì)。電解質(zhì)可以是含水電解質(zhì)或有機(jī)電解質(zhì)。
[0025]第一和第二電路板可以是9"xl2"柔性印刷電路面板，或者更大的柔性印刷電路面板。
[0026]該裝置可以是電池、電容器或者電池-電容器混合體。電池可以是主電池或副電池。電容器可以是超級電容器或電解質(zhì)電容器。該裝置可以是電子設(shè)備、便攜式電子設(shè)備、便攜式電信設(shè)備，以及用于以上設(shè)備中的任意一個設(shè)備的模塊中的一個或多個。
[0027]相應(yīng)電極可以是一個或多個電容元件。
[0028]一個或多個第一層可以被配置為在固化期間完全禁止/防止電解質(zhì)與一個或多個第二層的交互。
[0029]該裝置可以被配置為在電極之間應(yīng)用電勢差時存儲電荷。
[0030]第一層可以是阻擋層。
[0031]第二層可以是結(jié)合層。
[0032]第一和第二電路板可以是柔性電路板。
[0033]第一和第二電路板可以是相同電路板的不同部分或末端。例如，單個電路板可以在其上/周圍進(jìn)行折疊以定義相應(yīng)的第一和第二電路板。在另一個示例中，第一和第二電路板可以是相同板的不同層。
[0034]相應(yīng)的第一 /阻擋層中的一個或多個可以包括覆蓋膜材料，或者至少抗電解質(zhì)的材料。
[0035]相應(yīng)的第二 /結(jié)合層中的一個或多個可以包括粘接片材料。
[0036]該裝置可以包括被配置為隔離第一和第二電極的隔離器，并且該隔離器可以包括電解質(zhì)以便在腔室內(nèi)提供電解質(zhì)。該裝置可以包括多個電極/電容元件以提供多層電容結(jié)構(gòu)。
[0037]相應(yīng)的第一和第二電路板中的一個或多個可以包括在相應(yīng)的一個或多個第二 /結(jié)合層固化之前應(yīng)用并固化于其上的固化的第一/阻擋層。
[0038]該裝置可以是超級電容器或電池。
[0039]例如，該裝置可以被配置為在電極/電容元件和電解質(zhì)之間的界面存儲電荷。電容元件可以被稱作“電極”。每個電容元件可以包括高表面積的材料。每個電容元件可以包括具有表面的導(dǎo)電區(qū)域。導(dǎo)電區(qū)域可以包括以下一種或多種材料(但是并不局限于此):銅、鋁和碳。高表面積材料可以被設(shè)置在每個導(dǎo)電區(qū)域的表面上。導(dǎo)電區(qū)域的相應(yīng)表面/高表面積材料可以被配置為彼此相對。
[0040]電解質(zhì)可以位于電容元件之間。電解質(zhì)可以包括相反極性的第一和第二離子種類。第一和第二離子種類可以被配置為當(dāng)在電容元件之間應(yīng)用電勢差時分別朝向第一和第二電路板的電容元件進(jìn)行移動。電解質(zhì)可以是有機(jī)電解質(zhì)。有機(jī)電解質(zhì)可以基于諸如四氟硼酸四乙胺的鹽以及諸如乙腈的疏質(zhì)子溶劑，或者基于諸如碳酸丙烯的基于碳酸鹽的溶齊U。電解質(zhì)可以包括乙腈中的四氟硼酸四乙胺。電解質(zhì)可以是含水電解質(zhì)。電解質(zhì)可以被選擇為使得能夠在電解質(zhì)并不經(jīng)歷電化學(xué)反應(yīng)的情況下在電容元件之間應(yīng)用(例如，高達(dá)0.9V，2.7V或4V的)電勢差。
[0041]電容元件的高表面積材料可以是導(dǎo)電的。高表面積材料可以包括以下一種或多種:納米顆粒、納米線、納米管、納米角(nanohorn)、納米纖維和納米洋蔥(nano-onion)。特別地，高表面積材料可以包括以下的一種或多種:活性碳、碳納米線、碳納米管、碳納米角、碳納米纖維、石墨烯、碳納米洋蔥或者其任意組合或相關(guān)結(jié)構(gòu)。碳納米管也可以是多壁碳納米管。也可以使用表現(xiàn)出偽電容性的氧化物和聚合物(諸如聚吡咯)來形成高表面積材料。
[0042]該裝置可以包括電容元件之間的隔離器。該隔離器可以被配置為防止電容元件之間的直接物理接觸。隔離器可以包括一個或多個氣孔。隔離器中的氣孔可以被配置為允許第一和第二離子種類在應(yīng)用電勢差時朝向電容元件而通過隔離器，由此促成該裝置的充電。同樣，隔離器中的氣孔可以被配置為允許第一和第二離子種類在該裝置被用于對電氣組件進(jìn)行供電時遠(yuǎn)離電容元件而通過隔離器，由此促成該裝置的放電。隔離器可以包括以下的一個或多個:聚丙烯、聚乙烯、纖維素和聚四氟乙烯。隔離器可以包括一層、兩層、三層或者比三層更多的層。每一層可以包括一個或多個以上所提到的材料。
[0043]第一和第二電路板可以是已經(jīng)被接合在一起以定義腔室的分離電路板。第一和第二電路板可以是已經(jīng)向其自身上在周圍彎曲以定義腔室的相同電路板。該裝置可以在第一和第二電路板之間包括環(huán)。該環(huán)可以被配置為包圍電容元件以形成腔室。該環(huán)可以使用第二層密封附接至第一和第二電路板，以將電解質(zhì)包含在腔室內(nèi)。第一和第二電路板可以使用第二層被密封在一起，以將電解質(zhì)包含在腔室內(nèi)。
[0044]電容元件的導(dǎo)電區(qū)域可以被配置為使得高表面積材料到導(dǎo)電區(qū)域的表面的粘貼最大化。導(dǎo)電區(qū)域可以被配置為使得電容元件的電阻最小化。高表面積材料的厚度可以被配置為使得電容元件的電阻最小化。
[0045]該裝置可以被配置為是柔性的。第一和第二電路板可以是柔性印刷電路板。第一和第二電路板中的每一個可以包括通過電絕緣材料層而涂覆在任一側(cè)上的導(dǎo)電材料層。該導(dǎo)電材料層可以電連接至導(dǎo)電區(qū)域。該導(dǎo)電材料層可以通過以下一個或多個而連接至導(dǎo)電區(qū)域:連接體、垂直互連訪問(VIA)連接、頂針式連接器(pogo pin)、焊接觸點(diǎn)和線路。該導(dǎo)電材料層可以包括銅。該電絕緣材料層可以包括聚酰亞胺。該電絕緣材料層可以通過粘合劑而粘貼到導(dǎo)電材料層。
[0046]該裝置可以形成多媒體增強(qiáng)模塊的一部分。該多媒體增強(qiáng)模塊可以是以下的一個或多個:相機(jī)閃光燈模塊、揚(yáng)聲器驅(qū)動器模塊和用于電磁傳輸?shù)墓β史糯笃髂K。相機(jī)閃光燈模塊可以是LED相機(jī)閃光燈模塊或氙相機(jī)閃光燈模塊。LED相機(jī)閃光燈模塊可以包括以下的一個或多個=LED驅(qū)動器、電容器充電器和LED。揚(yáng)聲器驅(qū)動器模塊可以是立體聲音頻揚(yáng)聲器驅(qū)動器模塊。功率放大器模塊可以是用于RF傳輸?shù)墓β史糯笃髂K。該裝置可以被用作數(shù)字顯示器(諸如LED或LCD屏)的電源，或者被用作用于存儲介質(zhì)(諸如硬盤、隨機(jī)訪問存儲器或閃存)的電源。該裝置可以被配置為在便攜式電子設(shè)備中使用。該便攜式電子設(shè)備可以是移動電話。
[0047]每個電容元件可以包括具有表面的導(dǎo)電區(qū)域。該方法可以包括對每個導(dǎo)電區(qū)域的表面應(yīng)用高表面積材料。該高表面積材料可以通過將高表面積材料印刷或軋制到每個導(dǎo)電區(qū)域的表面上而被應(yīng)用。該方法可以包括通過將以下的一種或多種混合在一起并且隨后使得混合物均勻化而在應(yīng)用之前制備高表面積材料:活性炭、碳納米管、碳納米角、碳納米纖維和碳納米洋蔥?；钚蕴俊⑻技{米管、碳納米角、碳納米纖維和碳納米洋蔥中的一個或多個可以利用粘結(jié)劑和溶劑而混合在一起?？梢酝ㄟ^對混合物進(jìn)行攪拌而使得混合物均勻化。該方法可以包括在應(yīng)用之后對高表面積材料進(jìn)行退火以蒸發(fā)溶劑并鞏固高表面積材料。該方法可以包括對每個導(dǎo)電區(qū)域的表面上的高表面積材料的厚度進(jìn)行控制以使得電容元件的電阻最小化。高表面積材料的厚度可以通過使用軋制膜沉積工藝或諸如刮片修整的可替換工藝而被控制。
[0048]在另一個方面，提供了一種方法，該方法包括:
[0049]提供其上具有相應(yīng)電極的第一和第二電路板；
[0050]提供接近該電極中的一個或多個電極進(jìn)行定位的一個或多個第一層；
[0051]提供接近相應(yīng)電極的電解質(zhì)；
[0052]使用一個或多個第二層在固化時將第一和第二電路板結(jié)合在一起以提供結(jié)合配置，而使得相應(yīng)的一個或多個第一層被定位在一個或多個第二層和電極之間，該結(jié)合在其間定義了腔室，其中電極處于所述腔室中并彼此相對，該腔室包括電解質(zhì)；并且
[0053]其中一個或多個第一層被配置為在固化期間禁止電解質(zhì)與一個或多個第二層進(jìn)行交互。
[0054]一個或多個第一層可以與一個或多個第二層相接合以形成單個結(jié)構(gòu)。第一和第二電路板均可以在其上包括多個分離電極。
[0055]在第一和第二電路板的結(jié)合之前，該方法可以包括以下:對第一和第二電路板進(jìn)行定位而使得第一電路板的多個分離電極中的每個分離電極與第二電路板的多個分離電極中相對的分離電極形成分離電極配對，其中一個或多個第一層和電解質(zhì)可以被定位為接近每個分離電極配對，并且單個結(jié)構(gòu)的一個或多個接合的第二層被定位而使得第一和第二電路板能夠在固化時結(jié)合在一起，而使得針對每個分離電極配對，一個或多個第一層被定位在一個或多個第二層與該分離電極配對的電極之間，該結(jié)合在其間定義多個相應(yīng)的分離腔室，每個腔室在其中具有分離電極配對并且包括電解質(zhì)。
[0056]提供接近相應(yīng)電極的電解質(zhì)可以在提供被定位為接近電極中的一個或多個電極的一個或多個第一層之前或之后完成。
[0057]該方法可以提供一種裝置，其包括第一和第二電路板以及電解質(zhì)，該裝置被配置為在電極之間應(yīng)用電勢差時存儲電荷。
[0058]在另一個方面，提供了一種裝置，其包括:[0059]其上具有相應(yīng)電極的第一和第二電路板；
[0060]電解質(zhì)；
[0061]一個或多個第二層，其被配置為在固化時將第一和第二電路板結(jié)合在一起，從而在其間定義腔室，其中電極處于所述腔室中并彼此相對，該腔室包括電解質(zhì)；和
[0062]一個或多個第一層，其定位在電解質(zhì)和一個或多個結(jié)合層之間的腔室之內(nèi)，以在固化期間禁止電解質(zhì)與一個或多個結(jié)合層進(jìn)行交互。
[0063]該裝置可以被配置為在電極之間應(yīng)用電勢差時存儲電荷。
[0064]本公開內(nèi)容包括獨(dú)立或者為各種組合的一個或多個相對應(yīng)的方面、實(shí)施例或特征，而無論它們是否在該組合中或獨(dú)立地被具體陳述(包括被要求保護(hù))。用于執(zhí)行一個或多個所討論功能的相對應(yīng)裝置也處于本公開內(nèi)容之內(nèi)。
[0065]用于實(shí)施一種或多種所公開方法的相對應(yīng)計算機(jī)程序也處于本公開內(nèi)容之內(nèi)并且被一個或多個所描述實(shí)施例所包含。計算機(jī)程序可能或可能不記錄在載體上。
[0066]以上
【發(fā)明內(nèi)容】
意在僅是示例性和非限制性的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0067]現(xiàn)在參考附圖僅通過示例給出描述，其中:
[0068]圖1a-1c圖示電容器和超級電容器的操作；
[0069]圖2a_2c示出柔性印刷電路板(FPC)中所使用的材料；
[0070]圖3a_3c示出如何制造FPC超級電容器；
[0071]圖4a_4c示出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例；
[0072]圖4d_4f示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第二示例；
[0073]圖4g示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第三示例；
[0074]圖5示出本公開內(nèi)容的方法；
[0075]圖6示出用于計算機(jī)程序的記錄介質(zhì)；
[0076]圖7示出包括超級電容器/電池裝置的裝置的另一個示例實(shí)施例；
[0077]圖8示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第四示例；
[0078]圖9示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第五示例；并且
[0079]圖10示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第六示例。
【具體實(shí)施方式】
[0080]在電路中，電池和電容器被用來為其它組件提供電力。然而，這些電源以完全不同的方式進(jìn)行操作。電池使用電化學(xué)反應(yīng)生成電力。它們包括被電解質(zhì)分開的兩個電氣端子(電極)。在負(fù)電極(陽極)，發(fā)生產(chǎn)生電子的氧化反應(yīng)。這些電子隨后環(huán)繞外部電路從陽極向正電極(陰極)流動而使得在陰極發(fā)生還原反應(yīng)。氧化和還原反應(yīng)可以繼續(xù)直至反應(yīng)物被完全轉(zhuǎn)換。不過重要的是，除非電子能夠經(jīng)由外部電路從陽極向陰極流動，否則電化學(xué)反應(yīng)就不會發(fā)生。這允許電池長時間存儲電力。
[0081]與之相比，電容器靜電地存儲電荷而無法生成電力。常規(guī)電容器(圖1a)包括由電絕緣體102分隔開來的一對電板101。當(dāng)在板101之間應(yīng)用電勢差時，在相對的板上構(gòu)建了正和負(fù)的電荷。這產(chǎn)生了跨存儲電能的絕緣體102的電場。所存儲的能量數(shù)量與板上的電荷成正比，并且與板的間距dl成反比。因此，能夠通過增加板101的大小或者通過減小絕緣體102的厚度而增加常規(guī)電容器的能量存儲。設(shè)備小型化左右了最大的板的大小，而材料屬性則規(guī)定了在絕緣體102的導(dǎo)電性不會(被破壞)的情況下所能夠使用的最小絕緣
體厚度。
[0082]電解質(zhì)電容器(圖1b)使用特殊技術(shù)而使得板間隔d2最小化。它們由通過傳導(dǎo)電解質(zhì)104所分開的兩個導(dǎo)電板所構(gòu)成。當(dāng)應(yīng)用電勢差時，電解質(zhì)104在板103之間運(yùn)送電荷并且在一個板的表面激發(fā)化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)產(chǎn)生了防止電荷流動的絕緣材料層105。結(jié)果是電容器具有超薄的電介質(zhì)層105，其將導(dǎo)電板103與傳導(dǎo)電解質(zhì)104隔離開來。以這種配置，電解質(zhì)104有效地用作第二板。由于絕緣層105僅為數(shù)個分子的厚度，所以電解質(zhì)電容器與常規(guī)的平行板電容器相比能夠存儲更大量的能量。
[0083]被稱作超級電容器(圖1c)的第三類型的電容器允許甚至更大的能量存儲。超級電容器(也被稱作電雙層電容器、超電容器、偽電容器和電化學(xué)雙層電容器)與電解質(zhì)和常規(guī)電容器都具有相似性。如同常規(guī)電容器，超級電容器具有被電介質(zhì)材料(隔離器)107分隔開來的兩個導(dǎo)電板106。板106被涂覆以諸如粉狀碳之類的多孔材料108以增加板106的表面積以用于更大的電荷存儲。如同電解質(zhì)電容器(還有電池)，超級電容器在導(dǎo)電板106之間包含電解質(zhì)109。當(dāng)在板之間應(yīng)用電勢差時，電解質(zhì)109發(fā)生極化。正板上的電勢吸引電解質(zhì)109中的負(fù)離子110，而負(fù)板上的電勢則吸引正離子111。電介質(zhì)隔離器107被用來防止板106之間的直接物理接觸(并且因此的電接觸)。隔離器107由多孔材料制成以允許離子110、111流向相應(yīng)的板106。
[0084]與電池不同的是，所應(yīng)用的電勢保持低于電解質(zhì)109的擊穿電壓以防止在板106的表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。為此，超級電容器無法像電化學(xué)電池那樣生成電力。而且，在沒有電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的情況下，不會生成電子。結(jié)果，沒有明顯電流能夠在電解質(zhì)109和板106之間流動。相反，溶液中的離子110、111將它們自身布置在板106的表面以形成表面電荷112的鏡像并且形成“電雙層”。在電雙層中(即，表面電荷112的層以及離子110、111的層)表面電荷112與離子110、111的間距d3處于納米的量級。形成電雙層以及在板106的表面上使用高表面積材料108允許在板-電解質(zhì)界面存儲大量的電荷載子。
[0085]超級電容器具有優(yōu)于傳統(tǒng)電池的構(gòu)造的若干優(yōu)勢，并且結(jié)果，已經(jīng)在許多應(yīng)用中被傾向于用來替代電池。超級電容器通過提供大的電流突發(fā)以對設(shè)備供電并且隨后快速使其自身充電來進(jìn)行工作。它們低的內(nèi)部電阻或者等效串聯(lián)電阻(ESR)允許它們傳遞并吸收這些大電流，而傳統(tǒng)化學(xué)電池較高的內(nèi)部電阻可能會導(dǎo)致電池電壓崩潰。而且，在電池通常需要長的充電時段的同時，超級電容器能夠非?？斓剡M(jìn)行充電，通常是在數(shù)分鐘之內(nèi)。它們還保留了其遠(yuǎn)比電池保留電荷更久的能力，即使是在多次充電實(shí)例之后。當(dāng)與電池相結(jié)合時，超級電容器能夠去除正常情況下置于電池上的瞬時能量需求，由此延長電池壽命。
[0086]反之，電池經(jīng)常需要維護(hù)并且僅能夠在小的溫度范圍內(nèi)良好工作，而超級電容器是免維護(hù)的并且在寬的溫度范圍上性能良好。超級電容器還具有比電池更長的壽命，并且被構(gòu)建為至少持續(xù)到其被用于對其供電的電子設(shè)備的壽命。而另一方面，電池則通常需要在設(shè)備的壽命期間進(jìn)行數(shù)次更換。
[0087]然而，超級電容器并非沒有其缺陷。盡管能夠比常規(guī)和電解質(zhì)電容器存儲更大量的能量，但是與電化學(xué)電池相比，超級電容器每單位重量所存儲的能量卻相當(dāng)?shù)汀４送?，超級電容器的工作電壓被電解質(zhì)擊穿電壓所限制，而電池則沒有這個問題。
[0088]如之前所提到的，現(xiàn)有的超級電容器是龐大的，受到電解質(zhì)膨脹的影響并且不具有用于附接至便攜式電子設(shè)備的電路板的最優(yōu)形式因數(shù)。此外，將現(xiàn)有超級電容器附接至電路需要若干處理步驟，因此使得它們并不切合實(shí)際。
[0089]有可能使用正常情況下在形成柔性印刷電路板(FPC)時所使用的材料和工藝來制造柔性的超級電容器。這樣的FPC被用來將(例如，便攜式電子設(shè)備中的)電子顯示器連接到其中央控制板。以上所討論的一些困難能夠使用經(jīng)由這樣的FPC技術(shù)所產(chǎn)生的電容器而被克服，因?yàn)樗鼈兡軌虮惶峁镕PC電路的一部分而不是作為控制板的一部分單獨(dú)提供。
[0090]圖2a_2c示出柔性印刷電路板制造商所使用的材料。圖2a圖示了包括聚酰亞胺襯底211的材料，其具有頂面和底面，并且還包括設(shè)置在那些面之一上的粘合材料212。這種類型的材料在FPC制造產(chǎn)業(yè)中被稱作“覆蓋膜” 210并且是易于理解的術(shù)語和材料類型。
[0091]圖2b示出類似材料。聚酰亞胺襯底211具有頂面和底面，并且還包括設(shè)置在側(cè)面之一上的材料222的粘合層，以及提供在另一側(cè)面上的材料223的粘合層。這被稱作“粘接片”220，并且除了聚酰亞胺襯底的另一側(cè)面也設(shè)置有粘合層之外，與圖2a的“覆蓋膜”類似。
[0092]圖2c示出被稱作“基層”材料20的另一種材料(也稱作銅箔/包層)。這包括聚酰亞胺襯底231，其上設(shè)置有材料232的粘合層。在該粘合層上設(shè)置有銅層233并且進(jìn)一步被設(shè)置以活性材料234。應(yīng)當(dāng)注意的是，該活性材料并不是標(biāo)準(zhǔn)FPC材料的典型部分，但是可以作為構(gòu)造工藝的一部分而被添加。這些形成了電容器的至少一側(cè)的基礎(chǔ)。還可以在基層230的另一側(cè)上設(shè)置軌線(track)，并且能夠以特定方式對銅和活性材料層233、234進(jìn)行蝕刻以定義出用于特定形狀或配置的電容器的活動區(qū)域。
[0093]應(yīng)當(dāng)注意的是，對于不同F(xiàn)PC應(yīng)用其它材料而不是聚酰亞胺也可能是可使用的，諸如聚酯，并且能夠使用各種粘合劑類型。此外，基層中的銅層233也可以是另一種類型的導(dǎo)電材料(例如，鋁、碳等)。
[0094]圖3a_3c示出使用FPC制造方法和圖2a_2c中討論的材料所形成的示例超級電容器。
[0095]圖3a圖示如何形成超級電容器裝置200以及從裝置200的自頂向下視圖進(jìn)行圖示。整體的超級電容器200需要具有頂部和底部電容元件(可以被理解為“電極”)，它們之間布置有電解質(zhì)材料(如同正常電容器中的電介質(zhì)，其可以被提供為具有浸泡入其中或者存儲于其中的電解質(zhì)流體的隔離器)。在該示例中，頂部和底部電容元件由基層材料230的銅層233(連同活性材料層234 —起)提供，其提供了頂部電容元件233a和底部電容元件233b。其它材料也處于本公開內(nèi)容的范圍之內(nèi)，但是出于清楚的原因，我們將參考圖2a-2c中所描述的相應(yīng)材料的各個層對該示例進(jìn)行描述。
[0096]電容元件233a、b將定義超級電容器的中心區(qū)域并且被配置為允許相對電荷被存儲在每個電容元件上，由此提供所需的電容效應(yīng)。在電容元件233a、b之間提供包含電解質(zhì)流體的隔離器(圖3a中未示出)。為了將超級電容器結(jié)構(gòu)密封在一起，提供粘接片材料220作為裝置200的頂部和底部部分之間的粘合劑層并且在最終的組裝步驟期間進(jìn)行固化。該組裝允許通過FPC工藝所形成的完整封裝的超級電容器，并且因此允許電容器的整體形成，作為設(shè)備等中的FPC的一部分。
[0097]圖3b從側(cè)面視圖更為詳細(xì)地示出該超級電容器200的初始組裝階段。
[0098]已經(jīng)橫穿示圖繪制對稱線以表示示圖的上部(在該示例中)與下部對稱，并且因此是下部的相同鏡像。
[0099]上部包含電容元件233a，在該示例中，其通過基層材料230的蝕刻配置所提供。上部的蝕刻在裝置的中央留下了所定義的活性電容元件區(qū)域并且還提供了聚酰亞胺和粘合劑層231a、232a、231b、232b的“懸垂”，其向外延伸以對裝置200提供橫向末端。
[0100]在另一個示例(圖8所示)中，銅層233并不進(jìn)行蝕刻。相反，銅形成覆蓋設(shè)備面積的連續(xù)層，并且活性材料234定位于銅層233的中央。這種配置是有利的，原因在于連續(xù)的銅層233 (其與聚酰亞胺襯底231a、231b相比是更好的防潮層)有助于防止來自周邊環(huán)境的水分/潮氣到達(dá)活性材料234并使其降解。如圖9和10所示，相同的概念可以應(yīng)用于這里所描述的其它實(shí)施例。
[0101]電容元件233a、b由銅材料連同基層230的活性材料一起提供，其向內(nèi)面朝中心對稱線。這些用作超級電容器200的電容“板”。這還意味著超級電容器200的外圍由基層材料230的聚酰亞胺231a所提供。粘合層232a已經(jīng)固化并且被設(shè)置為將聚酰亞胺層231a結(jié)合到銅和活性材料233a、234a。相同的特征也可以在下部上的鏡像電容元件233b上看到。
[0102]在電容元件233a、233b之間提供有隔離器240。這可以被比作能夠存儲電解質(zhì)/電解流體245的體積的一薄片薄紙，很像薄海綿。該流體對于確保電容器的正確操作的目的而言非常重要。隔離器240接近電容元件233a、233b以確保電容元件233a、233b保持電氣隔離，從而它們并不互相短路。
[0103]在該示例中，隔離器在面積上大于電容元件233a、233b，從而在組裝期間可以有更大的公差來定位電容元件233a、233b同時仍然避免電容元件233a、233b短路。例如，如果隔離器240與電容元件的面積相同，則在電容元件233a、233b之間定位隔離器時的誤差空間非常小，因?yàn)樗腥齻€組件(233a、240、233b)都必須完美對齊以確保電容元件233a、233b之間沒有機(jī)會跨隔離器240出現(xiàn)電氣短路。
[0104]在側(cè)面視圖最外側(cè)的橫向末端，遠(yuǎn)離電容元件233a、233b定位粘接片材料220，其用作粘合劑層220a、220b以將整個超級電容器裝置200密封在一起。在組裝期間，粘合劑層(220a、220b)并不固化或設(shè)置，但是在應(yīng)用熱量和壓力以固化那些粘合劑層的最終組裝步驟之前被提供。
[0105]在該示例中，粘合劑層220a/220b被提供在上部和下部電路板230a、230b 二者上，從而在最終組裝時，粘合劑層220a遇到粘合劑層220b，以便進(jìn)行最終固化。然而，在其它示例中，可以在要接合在一起的兩側(cè)之一上提供單個層220a。其它變化形式也處于本公開內(nèi)容的范圍之內(nèi)，例如連續(xù)和非連續(xù)的粘合劑滴珠(bead)。
[0106]粘合劑層220a、220b以及電路板230a、230b在其間定義了腔室，其中包含電容元件233a、233b以及電解質(zhì)245。這允許裝置200存儲電荷并且如預(yù)期的作為超級電容器進(jìn)行操作。
[0107]圖3c圖示該最終的組裝步驟。裝置200的頂面和底面在適當(dāng)數(shù)量的力度下被壓制在一切并且應(yīng)用適當(dāng)數(shù)量的熱量以使得任意未固化粘合劑得以被設(shè)置，并且由此將整個電容器裝置整合在一起。確切的壓力和溫度將取決于所討論的粘合劑材料并且被制造FPC設(shè)備的本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。
[0108]然而，利用該制造方法的困難在于，在向裝置200應(yīng)用壓力時，電容元件233遇到一起并且封閉其間的間隙，這進(jìn)而迫使(存儲在間隔器240中的)電解質(zhì)流體245去往裝置200的橫向末端處的粘合劑層。由此帶來的問題在于，電解質(zhì)245是會防止粘合劑層220a/220b中的粘合劑材料充分固化的溶劑。進(jìn)而，這意味著這對于經(jīng)由該方法成功完成穩(wěn)固整合的電容器的完整組裝可能是特別麻煩的，因?yàn)檎澈蟿┛赡懿粫_或充分固化。
[0109]附圖中所描繪的其它示例已經(jīng)被提供以與之前所描述實(shí)施例中的相似特征相對應(yīng)的附圖標(biāo)記。例如，特征編號I還可以對應(yīng)于編號101、201、301等。這些帶編號特征可能出現(xiàn)在附圖中但是可能并不在這些特定實(shí)施例的描述中被直接提及。這些仍然在圖中提供以幫助對另外實(shí)施例的理解，特別是有關(guān)之前所描述的類似實(shí)施例的特征進(jìn)行理解。
[0110]圖4a-4c圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的試圖解決該問題的示例。
[0111]圖4a圖示與圖3a的裝置200相似的超級電容器裝置300，區(qū)別在于提供了另一層，該另一層有助于禁止電解質(zhì)345在固化時與相應(yīng)粘合劑層進(jìn)行交互。該層是阻擋層310a/b，其在該示例中通過覆蓋膜材料310提供并且被提供在裝置300的上部和下部以提供上部和下部阻擋層310a和310b。
[0112]圖4b示出這些阻擋層如何定位在中央電容部件333a、333b以及橫向定位的粘合劑層320a、320b之間。這些可以預(yù)先固化到電容元件/外部結(jié)構(gòu)(在該示例中由基層材料330所提供)的相應(yīng)中央粘合劑層332a/332b。粘合劑層320a、320b (在該示例中)由粘接片材料所提供，后者具有聚酰亞胺內(nèi)層以及粘合劑外層(如圖2b所示)，但是在其它示例中，粘合劑層可以僅在實(shí)際上有粘合劑材料所構(gòu)成(即，沒有聚酰亞胺)。其它材料類型也處于本公開內(nèi)容的范圍之內(nèi)。
[0113]該示圖示出電容元件333a、333b與相應(yīng)阻擋層310a、310b之間的間隙。然而，在一些實(shí)施例中，阻擋層310a、3IOb可以與電容元件333a、333b齊平而使得其間沒有間隙(如圖9所示)。該配置可以有助于禁止電解質(zhì)345與銅層233發(fā)生交互，否則該交互會導(dǎo)致銅的降解。相同的概念可以應(yīng)用于這里所描述的其它實(shí)施例(如圖10所示)。
[0114]圖4c示出這些阻擋層310a、310b所實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容。當(dāng)應(yīng)用壓力并且迫使電解質(zhì)345去往裝置300的橫向末端時，阻擋層310a、310b遇到一起。與圖3a_3c中所示的粘合劑層220a/220b相同，這些阻擋層310a/310b向裝置300的內(nèi)部延伸并且在該最終組裝步驟期間彼此相遇。而且，與圖3a-3c中所示的粘合劑層220a/220b的某些實(shí)施例相同，阻擋層310a/310b能夠作為在一個電路板330a/b上進(jìn)行延伸的單個阻擋層310a而提供。阻擋層310a/310b因此提供并形成了包含電解質(zhì)/電解流體345的隔離器340之間的密封或襯墊而防止電解質(zhì)345到達(dá)在裝置300最遠(yuǎn)的末端的粘合劑層320a/b。這意味著電解質(zhì)和粘合劑層之間的交互被禁止并且因此允許粘合劑被正確固化和設(shè)置。應(yīng)當(dāng)注意的是，該裝置可以以一些方式進(jìn)行配置以便可用作超級電容器，或者以其它方式進(jìn)行配置以便可用作電池，或者以一些方式進(jìn)行配置以便可用作電池和/或超級電容器。
[0115]可以使用拼板(panelised)生產(chǎn)以同時生產(chǎn)出多個FPC。該技術(shù)涉及形成相應(yīng)層中的每個組件的陣列(例如，9〃xl2〃FPC面板)；將組分層層疊在另一個組分層之上；將層互相對齊以使得每個組件關(guān)于FPC的其它組件正確定位；并且對層狀的堆疊進(jìn)行加熱/壓制而使得粘合劑固化。所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)因此包括共同形成為單個多層面板的FPC的陣列。該單個面板隨后能夠被劃分以產(chǎn)生多個個體FPC。
[0116]然而，使用拼板生產(chǎn)形成圖4a_4c所示的裝置300是費(fèi)力且耗時的。這是因?yàn)橐粋€或多個第一層310a、310b (其用作阻擋層)和一個或多個第二層320a、320b (其用作結(jié)合層)將需要被單獨(dú)放置在FPC陣列內(nèi)其相應(yīng)位置。這種低效可以通過將一個或多個第一層310a、310b和一個或多個相鄰的第二層320a、320b相接合以形成單個結(jié)構(gòu)而被解決。以這種方式，一個或多個第一層310a、310b和一個或多個第二層320a、320b可以被正確且容易地以單個步驟在FPC陣列內(nèi)被定位在一起。
[0117]一個或多個第一層310a、310b和一個或多個第二層320a、320b可以由相同的單件材料所制成，或者可以由相接合的不同件材料所制成。
[0118]在第一種情形中，一個或多個第一層310a、310b和一個或多個第二層320a、320b能夠通過從單個面板/薄板去除一部分(例如，使用切割、沖壓或蝕刻工藝)而形成。由于單件材料將被用來形成一個或多個第一層310a、310b和一個或多個第二層320a、320b這二者，所以應(yīng)當(dāng)能夠提供兩個組件的功能(即，應(yīng)當(dāng)適于用作結(jié)合材料和襯墊材料)。在這方面，單個面板/薄板本身可以是自支撐的粘合劑，或者可以是包括粘合劑的粘接片。
[0119]在第二種情形中，可以通過由第一件材料制造一個或多個第一層310a、310b，由第二件材料制造一個或多個第二層320a、320b，并且隨后將第一件材料附接至第二件材料(例如，使用粘合劑、銷或在FPC處理中使用的任意其它類型的連接體)而形成一個或多個第一層310a、310b和一個或多個第二層320a、320b。有利地,第一和第二件材料可以以并不通過接合而向單個結(jié)構(gòu)增加實(shí)質(zhì)性附加厚度的方式相接合(例如，不同件的材料可以端對端接合而不是互相重疊)。單個相接合結(jié)構(gòu)隨后可以作為單個單元被定位在FPC陣列內(nèi)。由于不同件的材料將被用來形成一個或多個第一層310a、310b和一個或多個第二層320a、320b，所以用來形成一個或多個第一層310a、310b的材料可以不同于用來形成一個或多個第二層320a、320b的材料。例如，由其制造一個或多個第一層310a、310b的材料可以是覆蓋膜或聚合物，而由其制造一個或多個第二層320a、320b可以是粘接片或粘合劑。
[0120]一個或多個第一層310a、310b和一個或多個第二層320a、320b可以被形成為(分別)圍繞裝置300的相對的電極進(jìn)行定位的一個或多個內(nèi)部接合同心環(huán)和一個或多個外部接合同心環(huán)。外部環(huán)被配置為使得第一 230a和第二 230b電路板能夠結(jié)合，并且內(nèi)部環(huán)則被配置為在固化期間禁止電解質(zhì)與外部環(huán)發(fā)生交互。
[0121]這種結(jié)構(gòu)的一個示例在圖4d的平面圖中示出。在該示例中，單個相接合的結(jié)構(gòu)350包括兩個內(nèi)部環(huán)410al、410a2( S卩，兩個第一層310a、310b)以及一個外部環(huán)420 (即，一個第二層320a、320b)。第一內(nèi)部環(huán)410al通過第一接合部450第二內(nèi)部環(huán)410a2相互接合，并且第二內(nèi)部環(huán)410a2通過第二接合部460與外部環(huán)420相互接合。標(biāo)記為472的區(qū)域是結(jié)構(gòu)中的空隙，其最中心提供了用于裝置300的電極333a、333b和電解質(zhì)345的空間。如能夠在該圖中看到的，第一接合部450在直徑上相對第二接合部460進(jìn)行定位。這種配置是有利的，因?yàn)榻雍喜?50、460可能是用來阻止電解質(zhì)345在裝置300處于組裝但是非固化的狀態(tài)時行進(jìn)到一個或多個第二層320a、320b的密封中的薄弱點(diǎn)。使得結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)之間的距離最小化因此能夠提供更為有效的密封。然而，第一接合部450和第二接合部460能夠在相鄰環(huán)之間定位在圓周上的其它位置。
[0122]在圖4d所示的示例中，第一內(nèi)部環(huán)410al和第二內(nèi)部環(huán)410a2之間僅有一個接合部450，并且在第二內(nèi)部環(huán)410a2和外部環(huán)420之間僅有一個接合部460。然而，將要意識到的是，單個結(jié)構(gòu)350的相鄰環(huán)能夠使用多個接合部而不是僅單個接合部相接合(例如，第一內(nèi)部環(huán)410al可以通過兩個或更多接合部接合與第二內(nèi)部環(huán)410a2相接合)。這種配置可以在單個結(jié)構(gòu)350的制造和定位期間提供附加的結(jié)構(gòu)剛度。例如，第一內(nèi)部環(huán)410al可以通過位于環(huán)的每一側(cè)的接合部491而與第二內(nèi)部環(huán)410a2相接合。此外，第二內(nèi)部環(huán)410a2可以通過位于環(huán)的每個角落的接合部492與外部環(huán)420相接合。同樣提高單個結(jié)構(gòu)350的結(jié)構(gòu)剛度，該配置還由于每個不同接合部491、492的空間分離而提供了有效的密封。
[0123]此外，單個結(jié)構(gòu)350并不局限于以上所提到數(shù)量的環(huán)。在最為基本的水平，單個結(jié)構(gòu)350可以包括一個內(nèi)部環(huán)410al(第一層310a、310b)以及一個外部環(huán)420(第二層320a、320b)。然而，假設(shè)相鄰環(huán)相接合，單個結(jié)構(gòu)350可以包括任意數(shù)量的內(nèi)部環(huán)410al、410a2(第一層 310a、310b)以及外部環(huán) 420 (第二層 320a、320b)。通常，內(nèi)部環(huán) 410al、410a2的數(shù)量越大，電解質(zhì)345和外部環(huán)420之間出現(xiàn)交互的機(jī)會越小。而且，外部環(huán)420的數(shù)量越大，電解質(zhì)345和外部環(huán)420之間出現(xiàn)的完全防止第一 230a和第二 230b電路板相結(jié)合的機(jī)會越小。然而，為了促進(jìn)密封，徑向相鄰的接合部450、460應(yīng)當(dāng)被定位在相接合的同心的環(huán)的不同圓周位置。
[0124]而且，單個結(jié)構(gòu)并不局限于圖4d所示的方形配置。實(shí)際上，假設(shè)其形成達(dá)成所需功能的回路，每個環(huán)可以具有任意形狀(例如，方形、矩形、圓形、橢圓形、五邊形、六邊形、八邊形等)。例如，重要的是內(nèi)部環(huán)形成(例如，完全的)回路以防止電解質(zhì)與外部環(huán)的交互，并且重要的是外部環(huán)形成(例如，完全的)回路以提供完全密封的腔室。
[0125]圖4e和4f示出了這里所描述的FPC集成裝置300的截面圖，其包括分別在固化處理之前和之后的圖4d的單個結(jié)構(gòu)350。在這些示圖中，內(nèi)部環(huán)410al、410a2和外部環(huán)420僅被提供在底部電路板上。然而，在另一個示例中，內(nèi)部環(huán)410al、410a2和外部環(huán)420可以被提供在頂部和底部電路板上而使得在組裝該裝置以便進(jìn)行固化時，上部的內(nèi)部環(huán)遇到下部的內(nèi)部環(huán)，并且上部的外部環(huán)遇到下部的外部環(huán)。這種配置與圖4b和4c所示的類似。另一種選擇是內(nèi)部環(huán)410al、410a2和外部環(huán)420僅提供在頂部電路板上。
[0126]如以上所提到的，將一個或多個第一層310a、310b與一個或多個第二層320a、320b相接合以形成單個結(jié)構(gòu)允許使用拼板生產(chǎn)(圖4g)有效制造多個FPC集成裝置300。實(shí)踐中，這將涉及到針對不同裝置300中的每一個形成包括單個相接合的結(jié)構(gòu)350的FPC面板/薄板490 ;并且將所述薄板490定位在多層FPC層疊中。該多層FPC層疊將隨后被固化以定義多個分離裝置300，各自具有包括電極配對333a、333b和電解質(zhì)345的相應(yīng)腔室。
[0127]圖4g示出適于為六個個體/分離裝置300提供六個單獨(dú)的相接合結(jié)構(gòu)350的FPC面板/薄板490的一個示例。在該示例中，每個裝置300的外部環(huán)420 (即用于將第一電路板230a和第二電路板230b進(jìn)行結(jié)合的第二層320a、3210b)與相鄰裝置300的外部環(huán)420相接合。這可以通過由同一件材料制成每個裝置300的外部環(huán)(并且可能還有內(nèi)部環(huán)410al、410a2)而實(shí)現(xiàn)。虛線486 (其可以是例如穿孔的薄弱點(diǎn)的線)指示FPC面板/薄板490在完成拼板生產(chǎn)處理之后將在何處進(jìn)行切割。雖然該示例示出了適于為六個裝置300提供單個相接合結(jié)構(gòu)350的FPC面板/薄板490，但是將要意識到的是，這能夠進(jìn)行縮放以針對任意數(shù)量的裝置300提供單個相接合結(jié)構(gòu)350。
[0128]概言之，以上示例提供了一種組裝依據(jù)圖3a_3c以及圖4a_4g的、超級電容器裝置的改進(jìn)的方法。
[0129]該方法在圖5中示出并且包括:
[0130]401-提供其上具有相應(yīng)電容元件的第一和第二電路板；
[0131 ] 402-提供一個或多個第一層，該一個或多個第一層定位為接近電容元件中的一個或多個電容元件，并且被配置/定位為禁止電解質(zhì)在固化器件與一個或多個第二層進(jìn)行交互；
[0132]403-提供接近相應(yīng)電容元件的電解質(zhì)(具有或沒有隔離器);
[0133]404-使用一個或多個第二層在固化時將第一和第二電路板結(jié)合在一起以提供結(jié)合配置，而使得相應(yīng)的一個或多個第一層被定位在一個或多個第二層和電容元件之間，該結(jié)合在其間定義了腔室，其中電容元件處于該腔室中并彼此相對，(該腔室包括以上所提到的電解質(zhì))。
[0134]為了促成拼板生產(chǎn)，第一和第二電路板可以均在其上包括多個分離電極，并且一個或多個第一層可以與一個或多個第二層相接合以形成單個結(jié)構(gòu)。在這種情況下，該方法可以包括對第一和第二電路板進(jìn)行定位而使得第一電路板的多個分離電極中的每個分離電極與第二電路板的多個分離電極中相對的分離電極形成分離電極配對，其中一個或多個第一層和電解質(zhì)被定位為接近每個分離電極配對，并且單個結(jié)構(gòu)中一個或多個相接合的第二層被定位為使得第一和第二電路板能夠在固化時被結(jié)合在一起，而使得針對每個分離電極配對而言，一個或多個第一層被定位在一個或多個第二層和分離電極配對的電極之間，該結(jié)合在其間定義了多個相應(yīng)的分離腔室，其中每一個在其中具有分離電極配對并且包括電解質(zhì)。
[0135]該方法可以在計算機(jī)程序的控制下執(zhí)行，該計算機(jī)程序可以記錄在介質(zhì)(例如，圖6)上。還應(yīng)當(dāng)注意的是，可以提供層的層疊以便在第一和第二電路板所定義的腔室內(nèi)提供重復(fù)的層，或者能夠在相應(yīng)的相鄰電路板之間提供多個裝置。這能夠提供多層結(jié)構(gòu)或構(gòu)造以在相同結(jié)構(gòu)內(nèi)提供多個超級電容器和/或電池裝置。例如，可以以這種方式形成多個超級電容器并將它們串行鏈接而為裝置提供更高的電壓輸出。
[0136]以上所提到的超級電容器/電池裝置能夠被用作例如PDA的另一裝置的組件。例如，圖7描繪了示例實(shí)施例的裝置(701)，比如移動電話。在其他示例實(shí)施例中，裝置(701)可以包括用于移動電話(或者PDA或音/視頻播放器)的模塊，并且可以僅包括適當(dāng)配置的存儲器(707)和處理器(708)。超級電容器/電池裝置可以為存儲器/處理器/便攜式電子設(shè)備裝置提供電力。
[0137]在這種情況下，圖7的示例實(shí)施例包括顯示設(shè)備(704),比如例如液晶顯示器(LCD)或觸摸屏用戶界面。圖7的裝置(701)被配置為使得其可以接收、包括和/或以其它方式訪問數(shù)據(jù)。例如，該示例實(shí)施例(701)包括諸如接收器、傳送器和/或收發(fā)器的通信單元(703)，其與天線(702)進(jìn)行通信以便連接至無線網(wǎng)絡(luò)和/或用于接納到網(wǎng)絡(luò)的物理連接的端口(未示出)，而使得可以經(jīng)由一種或多種類型的網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。該示例實(shí)施例包括存儲器(707)，其可能在經(jīng)由天線(702)或端口接收之后或者在用戶界面(705)處生成之后存儲數(shù)據(jù)。處理器(708)可以從用戶界面(705)、存儲器(707)或者從其它通信單元(703)接收數(shù)據(jù)。將要意識到的是，在某些實(shí)施例中，顯示設(shè)備(704)整合有用戶界面(705)。無論數(shù)據(jù)源自何處，這些數(shù)據(jù)都可以經(jīng)由顯示設(shè)備(704)和/或隨裝置提供的任意其它輸出設(shè)備而被輸出給裝置(701)的用戶。處理器(708)還可以在存儲器(707)存儲用于后續(xù)用戶的數(shù)據(jù)。存儲器(707)可以存儲計算機(jī)程序代碼和/或應(yīng)用，其可以被用來指示處理器(708)/使得其能夠執(zhí)行功能(例如，讀取、寫入、刪除、編輯或處理數(shù)據(jù))。
[0138]本領(lǐng)域讀者將要意識到的是，任何所提到的裝置/設(shè)備和/或具體提到的裝置/設(shè)備的其它功能可以由被如下布置的裝置來提供，該裝置被布置為使得它們可以被配置為僅在被啟動(例如，被開啟等)時才執(zhí)行所期望的操作。在這樣的情況下，它們在非啟動(例如，關(guān)機(jī)狀態(tài))時不必使得適當(dāng)軟件被加載到活動存儲器中，而僅在啟動(例如，開啟狀態(tài))時才加載適當(dāng)軟件。該裝置可以包括硬件電路裝置和/或固件。該裝置可以包括加載到存儲器中的軟件。這樣的軟件/計算機(jī)程序可以記錄在相同存儲器/處理器/功能單元上和/或記錄在一個或多個存儲器/處理器/功能單元上。
[0139]在一些實(shí)施例中，特別提到的裝置/設(shè)備可以利用適當(dāng)軟件進(jìn)行預(yù)先編程以執(zhí)行所期望的功能，并且其中可以使得該適當(dāng)軟件由下載“密鑰”的用戶所使用，以例如用來解鎖/啟用軟件及其相關(guān)聯(lián)的功能。與這樣的實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的優(yōu)勢可以包括在設(shè)備需要另外功能時減少了下載數(shù)據(jù)的需求，并且這在認(rèn)為設(shè)備具有足夠容量以針對可以不被用戶所啟用的功能存儲這樣預(yù)編程軟件的示例中會是有用的。
[0140]將要意識到的是，除了所提到的功能之外，任意所提到的裝置/電路裝置/元件/處理器可以具有其它功能，并且這些功能可以由相同的裝置/電路裝置/元件/處理器來執(zhí)行。一個或多個所公開方面可以包含相關(guān)聯(lián)計算機(jī)程序的電子分布以及記錄在適當(dāng)載體(例如，存儲器、信號)上的(可以被源/傳輸編碼的)計算機(jī)程序。
[0141]將要意識到的是，這里所描述的任意“計算機(jī)”可以包括一個或多個個體處理器/處理元件的集合，個體處理器/處理元件可能會或者可能不會位于相同電路板上，或者電路板的相同分區(qū)/位置，或者甚至相同設(shè)備上。在一些實(shí)施例中，任意提到的處理器的一個或多個可以在多個設(shè)備上進(jìn)行分布。相同或不同的處理器/處理元件可以執(zhí)行這里所描述的一個或多個功能。
[0142]將要意識到的是，術(shù)語“信號發(fā)送”可以指代作為一系列傳送和/或接收的信號而傳送的一個或多個信號。該系列信號可以包括一個、兩個、三個、四個或者甚至更多的個體信號分量或不同信號以構(gòu)成所述信號發(fā)送。這些個體信號中的一些或全部可以被同時、順序傳送/接收，和/或使得它們在時間上相互重疊地被傳送/接收。
[0143]參考對所提到的任意計算機(jī)和/或處理器和存儲器(例如，包括ROM、⑶-ROM等)的任意討論，這些可以包括計算機(jī)處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和/或已經(jīng)以執(zhí)行本發(fā)明的功能的方式進(jìn)行了編程的其它硬件組件。
[0144] 申請人:因此單獨(dú)公開了本文所述的每個單獨(dú)的特征和兩個或更多個這樣的特征的任意組合，達(dá)到能夠基于本說明書整體、根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的普通常識執(zhí)行這些特征或組合的程度，而不管這些特征或特征組合是否解決了本文公開的任意問題，并且不限于權(quán)利要求的范圍。 申請人:指示出所公開的方面/實(shí)施例可以構(gòu)成任意這種單獨(dú)的特征或特征組合。鑒于前文的描述，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很顯然在本文公開的范圍中可以做出各種修改。
[0145]雖然已經(jīng)示出、描述并且指出了應(yīng)用于它們的不同實(shí)施例的基本新穎性特征，但是將要理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出所述設(shè)備和方法的形式和細(xì)節(jié)的各種省略和替換和修改，而不脫離本發(fā)明的精神。例如，明顯地意圖將用于按照基本上相同的方式來執(zhí)行基本上相同的功能以實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果的那些元件和/或方法步驟的全部組合落入本發(fā)明的范圍中。此外應(yīng)該認(rèn)識到，結(jié)合本發(fā)明的任意公開的形式或?qū)嵤├境霾⑶?或者描述的結(jié)構(gòu)和/或元件和/或方法步驟可以并入任意其他公開或描述或建議的形式或?qū)嵤├宰鳛樵O(shè)計選擇的總體問題。此外，在權(quán)利要求中，裝置加功能語句意圖覆蓋本文描述為執(zhí)行所記載的功能的結(jié)構(gòu)，并且不僅僅是結(jié)構(gòu)上等效而且是等效的結(jié)構(gòu)。因此，雖然由于釘子和螺絲釘可能不是結(jié)構(gòu)上等效的，原因是釘子利用圓柱形表面來將木制部分固定在一起，而螺絲釘采樣螺旋狀表面，但是在緊固木制部分的實(shí)施方式中，釘子和螺絲釘可以是等效的結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 在其上具有相應(yīng)電極的第一電路板和第二電路板，所述第一電路板和所述第二電路板處于結(jié)合配置； 被定位為接近所述電極中的一個或多個電極的一個或多個第一層； 接近所述相應(yīng)電極的電解質(zhì)； 一個或多個第二層，被配 置為提供所述結(jié)合配置，所述第一電路板和所述第二電路板在固化時以所述結(jié)合配置被結(jié)合在一起，使得相應(yīng)的所述一個或多個第一層被定位在所述一個或多個第二層和所述電極之間，所述結(jié)合在其間定義腔室，其中所述電極處于所述腔室中并且彼此相對，所述腔室包括所述電解質(zhì)；并且 其中所述一個或多個第一層被配置為在固化期間禁止所述電解質(zhì)與所述一個或多個第二層的交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述一個或多個第一層與所述一個或多個第二層相接合以形成單個結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述一個或多個第一層與所述一個或多個第二層由同一單件材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述一個或多個第一層與所述一個或多個第二層由已經(jīng)彼此相接合的不同件的材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述一個或多個第一層被配置為通過包括形成密封的材料來在固化期間禁止所述電解質(zhì)與所述一個或多個第二層的所述交互，所述密封用于在所述裝置處于組裝但非固化的狀態(tài)時基本上阻止電解質(zhì)行進(jìn)至所述一個或多個第二層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述一個或多個第二層包括被配置為在固化之后而非之前基本上阻止所述電解質(zhì)從所述腔室行進(jìn)的材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中制造所述一個或多個第一層與所述一個或多個第二層的材料是粘接片或粘合劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述粘接片包括通過粘合劑層而涂覆在任一側(cè)上的聚合物層。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中制造所述一個或多個第一層的材料是覆蓋膜或聚合物，并且制造所述一個或多個第二層的材料是粘接片或粘合劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述覆蓋膜包括通過粘合劑層而涂覆在一側(cè)上的聚合物層。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述單個結(jié)構(gòu)包括圍繞相對的所述電極而定位的一個或多個內(nèi)部接合同心環(huán)和一個或多個外部接合同心環(huán)，所述一個或多個內(nèi)部環(huán)由所述一個或多個第一層所形成并且所述一個或多個外部環(huán)由所述一個或多個第二層所形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中每個環(huán)通過一個或多個接合部與其相鄰環(huán)相接合，并且其中徑向相鄰的接合部位于所述接合同心環(huán)的不同圓周位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述單個結(jié)構(gòu)的所述一個或多個第一層形成第一內(nèi)部環(huán)和第二內(nèi)部環(huán)，并且所述單個結(jié)構(gòu)的所述一個或多個第二層形成第一外部環(huán)，并且其中將所述第一內(nèi)部環(huán)和所述第二內(nèi)部環(huán)相接合的接合部在直徑上與將所述第二內(nèi)部環(huán)與所述第一外部環(huán)相接合的接合部相對地定位。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中: 所述第一電路板和所述第二電路板均在其上包括多個分離電極，所述第一電路板的所述多個分離電極中的每個分離電極可以被配置為與所述第二電路板的所述多個分離電極中的相對的分離電極一起形成分離電極配對； 所述一個或多個第一層和所述電解質(zhì)被定位為接近每個分離電極配對； 所述單個結(jié)構(gòu)的所述一個或多個相接合的第二層被配置為提供所述結(jié)合配置，所述第一電路板和所述第二電路板在固化時以所述結(jié)合配置被結(jié)合在一起，使得針對每個分離電極配對，所述一個或多個第一層被定位在所述一個或多個第二層與所述分離電極配對的所述電極之間，所述結(jié)合在其間定義多個相應(yīng)的分離腔室，每個腔室在其中具有分離電極配對并且包括所述電解質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述一個或多個相應(yīng)分離腔室被配置為允許與相鄰的分離腔室分離。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置是電池、電容器或者電池-電容器混合體。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置是下列中的一個或多個:電子設(shè)備、便攜式電子設(shè)備、便攜式電信設(shè)備、以及用于前述設(shè)備中的任意一個設(shè)備的模塊。
18.—種方法,包括: 提供其上具有相應(yīng)電極的第一電路板和第二電路板； 提供被定位為接近所述電極中的一個或多個所述電極的一個或多個第一層； 提供接近所述相應(yīng)電極的電解質(zhì)； 使用一個或多個第二層在固化時將所述第一電路板和所述第二電路板結(jié)合在一起以提供結(jié)合配置，使得相應(yīng)的所述一個或多個第一層被定位在所述一個或多個第二層和所述電極之間，所述結(jié)合在其間定義腔室，其中所述電極處于所述腔室中并且彼此相對，所述腔室包括所述電解質(zhì)； 其中所述一個或多個第一層被配置為在固化期間禁止所述電解質(zhì)與所述一個或多個第二層的交互。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述一個或多個第一層與所述一個或多個第二層相接合以形成單個結(jié)構(gòu)，所述第一電路板和所述第二電路板每個均在其上包括多個分離電極，并且其中結(jié)合所述第一電路板和所述第二電路板之前，所述方法包括以下: 對所述第一電路板和所述第二電路板進(jìn)行定位以使得所述第一電路板的所述多個分離電極中的每個分離電極與所述第二電路板的所述多個分離電極中的相對的分離電極一起形成分離電極配對，其中所述一個或多個第一層和所述電解質(zhì)被定位為接近每個分離電極配對，并且所述單個結(jié)構(gòu)的所述一個或多個相接合的第二層被定位為使得所述第一電路板和所述第二電路板能夠在固化時被結(jié)合在一起，使得針對每個分離電極配對，所述一個或多個第一層被定位在所述一個或多個第二層與所述分離電極配對的所述電極之間，所述結(jié)合在其間定義多個相應(yīng)的分離腔室，每個腔室在其中具有分離電極配對并且包括所述電解質(zhì)。
20.一種記錄于載體上的計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序包括被配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求18所述的方 法的計算機(jī)代碼。
【文檔編號】H01G9/145GK103907406SQ201280052339
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月26日
【發(fā)明者】P·希拉拉爾 申請人:諾基亞公司