СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ И ДОСТИЖИМОЙ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ УСТРОЙСТВА НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ

1. Способ увеличения удельной энергии устройства накопления энергии, включающий:
создание устройства накопления энергии, в котором устройство накопления энергии содержит, по меньшей мере, одну пористую структуру, содержащую множество каналов, и где каждый из каналов имеет отверстие на поверхности пористой структуры; и
увеличение емкости устройства накопления энергии посредством:
выполнения операции, предназначенной для увеличения расстояния, на которое электролит проникает в каналы; и
введение электролита до, во время, или после выполнения указанной операции.
2. Способ по п. 1, в котором пористая структура содержит один материал, выбранный из кремния, германия, сплава кремния-германия.
3. Способ по п. 1, в котором указанная операция включает помещение устройства накопления энергии в вакуум.
4. Способ по п. 1, в котором указанная операция включает воздействие на устройство накопления энергии ультразвуковых сигналов.
5. Способ по п. 1, в котором указанная операция включает воздействие на устройство накопления энергии разности давлений.
6. Способ по п. 1, в котором указанная операция включает применение обработки поверхности к поверхности каналов.
7. Способ по п. 6, в котором обработка поверхности включает придание поверхности большей способности смачиваться путем нанесения материала на поверхности каналов.
8. Способ по п. 1, в котором указанная операция включает помещение устройства накопления энергии в центрифугу.
9. Способ по п. 8, дополнительно включающий вращение центрифуги со скоростью, по меньшей мере, 500 оборотов в минуту.
10. Способ увеличения удельной энергии устройства накопления энергии, включающий:
создание устройства накопления энергии, в котором устройство накопления энергии содержит, по меньшей мере, одну пористую структуру, содержащую множество каналов, и где каждый из каналов имеет отверстие на поверхности пористой структуры; и в котором электропроводящая структура содержит сплав, состоящий, по меньшей мере, частично из первого вещества и электропроводящего второго вещества; и
отжиг устройства накопления энергии для того, чтобы вызвать диффузию второго электропроводящего вещества к поверхности электропроводящей структуры, и формирование на ней электропроводящего слоя.
11. Способ по п. 10, в котором сплав является карбидом кремния.
12. Способ по п. 10, в котором пористая структура содержит один материал, выбранный из кремния, германия и сплава кремний-германий.
13. Способ увеличения удельной энергии устройства накопления энергии, включающий:
создание устройства накопления энергии, в котором устройство накопления энергии содержит, по меньшей мере, одну пористую структуру, содержащую множество каналов, и дополнительно содержит электролит, который находится в контакте с пористой структурой, и в котором каждый из каналов имеет отверстие на поверхности пористой структуры; и
увеличение емкости устройства накопления энергии посредством размещения диэлектрического материала в пористой структуре.
14. Способ по п. 13, в котором пористая структура содержит один материал, выбранный из кремния, германия и сплава кремний-германий.
15. Способ по п. 13, в котором размещение диэлектрического материала в пористую структуру включает использование процесса нанотехнологической электропрививки.
16. Способ по п. 13, в котором размещение диэлектрического материала в пористой структуре включает применение процесса гидротермального выращивания.
17. Способ по п. 13, в котором размещение диэлектрического материала в пористой структуре включает использование процесса гальванического покрытия.
18. Способ по п. 13, в котором размещение диэлектрического материала в пористой структуре включает использование процесса атомно-слоевого осаждения.
19. Способ по п. 18, в котором по меньшей мере некоторые из каналов полностью проходят через пористую структуру; и
процесс атомно-слоевого осаждения включает процесс атомно-слоевого осаждения до подложки.
20. Способ по п. 13, в котором размещение диэлектрического материала в пористой структуре включает применение процесса золь-гель синтеза.
21. Способ по п. 13, в котором размещение диэлектрического материала в пористой структуре включает применение подхода к получению венецианского стекла.
22. Способ по п. 13, в котором диэлектрический материал имеет диэлектрическую проницаемость выше, чем у электролита.
23. Способ по п. 13, в котором диэлектрический материал улучшает смачиваемость поверхности пористой структуры электролитом.
24. Способ по п. 23, в котором диэлектрический материал имеет диэлектрическую проницаемость выше, чем у электролита.
25. Способ по п. 13, в котором диэлектрический материал является диффузионно контролируемым.
26. Способ по п. 13, в котором:
2
4
4
3
2
5
2
5
2
3
3
3
4
2
2
3
3
4
3
2
3
2
3
диэлектрический материал является одним из HfO, HfTaO, HfTiON, HfTaON, Hf-Ti-Ta-O, HfSiO, HfTiO, HfAlO, HfBiON, TaO, NbO, TiO, BaTiO, BaSrTiO (BST), BaZrO, ZrTiO, ZrO, LaO, SiN, SrTiO (STO), AlO и ErO.
27. Способ по п. 13, в котором: электролит является ионной жидкостью.
28. Способ по п. 27, в котором:
4
4
4
4
2
2
4
2
ионная жидкость является одним из IMIM-BF, EMIM BF, EMIM OTF, EMIM NTF, 1,5M EMI-TfSI/PC, 1M EtNBF/PC, 0,1M KCl/HO, 3M HSO/HO, BMPL NTF, PDEA NTF и EMIM FAP.
29. Способ увеличения удельной энергии устройства накопления энергии, включающий:
создание устройства накопления энергии, в котором устройство накопления энергии содержит, по меньшей мере, одну пористую структуру, содержащую множество каналов, и в котором каждый из каналов имеет отверстие на поверхности пористой структуры;
увеличение емкости устройства накопления энергии путем нанесения материала в пористой структуре с помощью процесса атомно-слоевого осаждения; и
контроль, по меньшей мере, одного из ряда: давление и время проведения процесса атомно-слоевого осаждения на основе отношения длины к диаметру, по меньшей мере, в одном из каналов.
30. Способ по п. 29, в котором пористая структура содержит один материал из кремния, германия и сплава кремний-германий.
31. Способ по п. 29, в котором
3
отношение длины к диаметру составляет, по меньшей мере, 10; и
для каждого предшествующего цикла, время воздействия составляет, по меньшей мере, 10 секунд или давление составляет, по меньшей мере, 0,1 торр.
32. Способ по п. 29, в котором
устройство накопления энергии содержит электролит, который находится в контакте с пористой структурой; и
материал является диэлектрическим материалом, имеющим более высокую диэлектрическую проницаемость, чем электролит.
33. Способ по п. 29, в котором диэлектрический материал является диффузионно контролируемым.
34. Способ по п. 29, в котором:
2
4
4
3
2
5
2
5
2
3
3
3
4
2
2
3
3
4
3
2
3
2
3
диэлектрический материал является одним из HfO, HfTaO, HfTiON, HfTaON, Hf-Ti-Ta-O, HfSiO, HfTiO, HfAlO, HfBiON, TaO, NbO, TiO, BaTiO, BaSrTiO (BST), BaZrO, ZrTiO, ZrO, LaO, SiN, SrTiO (STO), AlO и ErO.
35. Способ по п. 32, в котором электролит является ионной жидкостью.
4
4
4
4
2
2
4
2
36. Способ по п. 35, в котором ионная жидкость является одним из IMIM-BF, EMIM BF, EMIM OTF, EMIM NTF, 1,5M EMI-TfSI/PC, 1M EtNBF/PC, 0,1M KCl/HO, 3M HSO/HO, BMPL NTF, PDEA NTF и EMIM FAP.
37. Способ повышения достижимой выходной мощности устройства накопления энергии, включающий:
создание устройства накопления энергии, в котором устройство накопления энергии содержит, по меньшей мере, одну пористую структуру, содержащую множество каналов, и в котором каждый из каналов имеет отверстие на поверхности пористой структуры; и
осаждение электропроводящего материала в пористой структуре.
38. Способ по п. 37, в котором осаждение электропроводящего материала в пористой структуре проводят процессом атомно-слоевого осаждения.
39. Способ по п. 37, в котором осаждение электропроводящего материала в пористой структуре проводят с использованием процесса гальванического покрытия.
40. Способ по п. 37, в котором пористая структура включает один материал из кремния, германия, сплава кремний-германий.
41. Способ по п. 40, в котором пористая структура включает кремний; электропроводящий материал является TiN; и
2
способ дополнительно включает осаждение пассивирующего слоя на кремний перед нанесением электропроводящего материала, при этом пассивирующий слой содержит TiO.
42. Способ по п. 37, в котором
2
электропроводящий материал является одним из вольфрама, алюминия, меди, никеля, углерода (графен), палладия, рутения, олова, AlTiN, TiN, WN, TaN, W-Ti-N, Ti-Si-N, W-Si-N, Ti-B-N и Mo-N.
43. Способ по п. 42, дополнительно включающий осаждение диэлектрического материала в пористой структуре.
44. Способ по п. 43, в котором диэлектрический материал является диффузионно контролируемым.
45. Способ по п. 43, в котором осаждение диэлектрического материала в пористой структуре проводят с помощью процесса атомно-слоевого осаждения.
2
4
4
3
2
5
2
5
2
3
3
3
4
2
2
3
3
4
3
2
3
2
3
46. Способ по п. 43, в котором диэлектрический материал является одним из HfO, HfTaO, HfTiON, HfTaON, Hf-Ti-Ta-O, HfSiO, HfTiO, HfAlO, HfBiON, TaO, NbO, TiO, BaTiO, BaSrTiO (BST), BaZrO, ZrTiO, ZrO, LaO, SiN, SrTiO (STO), AlO ErO.
47. Способ по п. 46, в котором нанесение электропроводящего материала в пористой структуре проводят с помощью процесса атомно-слоевого осаждения.
48. Способ увеличения удельной энергии устройства накопления энергии, включающий:
создание устройства накопления энергии, в котором устройство накопления энергии содержит, по меньшей мере, одну пористую структуру, содержащую множество каналов, и в котором каждый из каналов имеет отверстие на поверхности пористой структуры; и
увеличение напряжения пробоя устройства накопления энергии посредством, приведения ионной жидкости в контакт с пористой структурой.
49. Способ по п. 48, в котором пористая структура включает один материал из кремния, германия и сплава кремний-германий.
50. Способ по п. 48, дополнительно включающий осаждение диэлектрического материала в пористой структуре.
51. Способ по п. 50, в котором диэлектрический материал имеет диэлектрическую проницаемость выше, чем у электролита.
52. Способ по п. 51, в котором диэлектрический материал улучшает смачиваемость поверхности пористой структуры ионной жидкостью.
53. Способ увеличения удельной энергии устройства накопления энергии, включающий:
создание устройства накопления энергии, в котором устройство накопления энергии содержит, по меньшей мере, одну пористую структуру, содержащую множество каналов, и в котором каждый из каналов имеет отверстие на поверхности пористой структуры; и
осаждение материала в пористой структуре для формирования псевдоконденсатора.
54. Способ по п. 53, в котором пористая структура содержит один материал из кремния, германия и сплава кремний-германий.
55. Способ по п. 53, в котором материал является оксидом переходного металла.
2
2
x
2
5
2
5
56. Способ по п. 55, в котором оксид переходного металла является одним из MnO, RuO, NiO, NDO и VO.
57. Способ по п. 53, в котором осаждение материала в пористой структуре выполняют с помощью процесса атомно-слоевого осаждения.