專利名稱：電極結構及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電荷存儲裝置，尤其涉及一種電極結構及其制備方法。
背景技術：
近年來，電子設備迅速發(fā)展，各種電子設備對于電荷存儲裝置的需求也越來越大。隨著電子設備小型化發(fā)展的需求，對各種電子設備中常用的電容及電池等電荷存儲裝置也提出小型化以及高電荷容量的需求。
傳統(tǒng)電容通常采用慣用的氧化物為材料且電極表面平坦，其電荷儲存容量非常有限。為提高電容的電荷容量，通常采用雙層或多層電容，從而在單位重量和單位體積中能比傳統(tǒng)電容儲存更多能量。若將電極層設置為多孔結構，則可增大電極表面積，進而增大電荷容量。但是，所述雙層或多層電容結構較為復雜，導致生產成本增加，其電極的電荷容量提高有限，使得電容性能受到限制。
另一種提高電容電荷容量的方法是將作為電容電極的金屬箔進行處理，其通過腐蝕所述金屬箔使其表面粗糙化，從而增大其表面積以提高電荷容量。但是，通過腐蝕處理以增大表面積通常需要增加蝕刻深度。因此需要用作電極的金屬箔厚度較大方能維持強度，且經常出現(xiàn)局部腐蝕、未腐蝕以及表面溶解等情況，表面形狀很難控制，其電荷容量的提升并不理想。
上述電極結構中，表面形狀不理想，電荷容量有限，不能很好的滿足小型化以及高電荷容量的需求，不利于廣泛應用。
有鑒于此，提供一種電荷容量高，表面具有預定形狀的電極結構實為必要。

發(fā)明內容以下，將以若干實施例說明一種電極結構。
以及通過這些實施例說明一種電極結構制備方法。
為實現(xiàn)上述內容，提供一種電極結構，其包括
一導電基板；其中，所述導電基板表面形成有多個排列成預定圖案的微結構。
所述微結構包括微小突起或微小凹陷。
優(yōu)選，所述微結構直徑范圍為2～50納米。
優(yōu)選，所述微結構直徑范圍為10～40納米。
優(yōu)選，所述導電基板表面進一步包括一層納米材料涂層。
優(yōu)選，所述納米材料涂層厚度為1～20納米。
優(yōu)選，所述納米材料涂層厚度為2～10納米。
以及，提供一種電極結構的制備方法，其包括下述步驟提供一導電基板；在所述導電基板表面形成多個排列成預定圖案的微結構。
所述微結構包括微小突起或微小凹陷。
優(yōu)選，在所述導電基板表面形成多個排列成預定圖案的微結構的方法包括納米壓印(Nano-imprinting)及熱壓印(Hot Embossing)。
優(yōu)選，所述電極結構的制備方法進一步包括在所述導電基板表面形成一層納米材料涂層。
與現(xiàn)有技術相比，本技術方案的電極結構表面設有多個排列成預定圖案的微結構，其表面的預定圖案可根據(jù)需要進行設計；所述電極結構表面的微結構直徑范圍為納米級，可大幅提高所述電極結構的表面積，且所述電極結構表面還可涂覆一層納米材料涂層，進一步增加其表面積，從而使所述電極結構具有高電荷容量。綜上所述，本技術方案的電極結構具有電荷容量高，表面形狀可預定等優(yōu)點。

圖1為本技術方案實施例導電基板壓印前的示意圖。
圖2為本技術方案實施例導電基板壓印示意圖。
圖3為本技術方案實施例導電基板壓印后的示意圖。
圖4為本技術方案實施例導電基板涂覆納米材料涂層后的示意圖。
具體實施方式下面將結合附圖對本技術方案作進一步的詳細說明。
請參閱圖4，本技術方案實施例中提供一種電極結構100，其包括一導電基板10，其中，所述導電基板10表面形成有多個排列成預定圖案的微結構13，所述微結構13直徑范圍為2～50納米。
優(yōu)選，所述導電基板10表面上包括一層納米材料涂層15，所述納米材料涂層15厚度為1～20納米。
所述導電基板10的材料包括石墨或鋰、鋁、銅、銀、鎳、鎢、鉬等導電金屬及其合金，本實施例中所述導電基板10選用石墨為材料。
所述微結構13包括微小突起或微小凹陷，本實施例中所述所述多個微結構13在所述導電基板10表面形成均勻分布的微小突起陣列。
優(yōu)選，所述微結構13直徑范圍為10～40納米。
所述納米材料涂層15的材料包括碳納米管(Carbon Nanotube)及納米級氧化物粉體。
所述納米級氧化物粉體材料包括氧化銦錫(ITO)、氧化鉻(CrOx)、氧化鈷(CoOx)、氧化鎳(NiOx)、氧化鐵(FeOy)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnOx)、氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrOx)等等，其中，x值介于1與2之間，y值介于1與1.5之間。
優(yōu)選，所述納米材料涂層15厚度為2～10納米。
請一并參閱圖1至圖4，本技術方案的實施例中還提供一種電極結構100的制備方法，其包括提供一導電基板10；在所述導電基板10表面上形成多個排列成預定圖案的微結構13，所述微結構13直徑范圍為2～50納米。
進一步，在所述導電基板10表面形成一層納米材料涂層15，所述納米材料涂層15厚度為1～20納米。
所述導電基板10的材料包括石墨或鋰、鋁、銅、銀、鎳、鎢、鉬等導電金屬及其合金，本實施例中所述導電基板10選用石墨為材料。
在所述導電基板10表面上形成多個排列成預定圖案的微結構13的方法包括納米壓印(Nano-imprinting)及熱壓印(Hot Embossing)。本實施例中采用納米壓印方式，通過壓模11在所述導電基板10表面上壓印形成與壓模型面12形狀對應的均勻分布的微結構13陣列。所述微結構13包括微小突起或微小凹陷，本實施例中所述微結構13為微小突起。
所述壓模11的制備可包括以下步驟設計圖案，并制備具有該圖案的掩模，該圖案及圖案尺寸與所述導電基板10表面所需形成的微結構13對應；提供一硅基片，在該硅基片上涂覆一光阻層；采用上述掩模覆蓋在該硅基片上曝光顯影，所述硅基片上即形成預定圖案；在所述硅基片上通過電鑄鎳或磷化鎳；用氫氧化鉀等堿液溶解去除硅；再用反應性離子蝕刻方法去除殘留的光阻層，得到壓模型面12與預定圖案相對應的壓模11。
優(yōu)選，所述微結構13直徑范圍為10～40納米。
在所述導電基板10表面形成一層納米材料涂層15的方法包括化學氣相沉積法(Chemical Vapour Deposition)、濺射法(Sputtering)及蒸鍍法(Evaporation)。
所述納米材料涂層15的材料包括碳納米管(Carbon Nanotube)及納米級氧化物粉體。
所述納米級氧化物粉體包括氧化銦錫(ITO)、氧化鉻(CrOx)、氧化鈷(CoOx)、氧化鎳(NiOx)、氧化鐵(FeOy)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnOx)、氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrOx)等等，其中，x值介于1與2之間，y值介于1與1.5之間。
優(yōu)選，所述納米材料涂層15厚度為2～10納米。
當然，本技術方案提供的電極結構不僅可用于電容，也可應用于其它電荷存儲裝置，如作為鋰電池的電極。
與現(xiàn)有技術相比，本技術方案的電極結構表面設有多個排列成預定圖案的微結構，其表面的預定圖案可根據(jù)需要進行設計；所述電極結構表面的微結構直徑范圍為納米級，可通過所述微結構尺寸大小調整所述電極結構的表面積，且所述電極結構表面還可涂覆一層納米材料涂層，進一步增加其表面積，從而使所述電極結構達到所需的高電荷容量。綜上所述，本技術方案的電極結構具有電荷容量高，表面形狀可預定等優(yōu)點。
可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案和技術構思做出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種電極結構，其包括一導電基板；其特征在于，所述導電基板表面形成有多個排列成預定圖案的微結構。
2.如權利要求1所述的電極結構，其特征在于，所述導電基板的材料包括石墨或鋰、鋁、銅、銀、鎳、鎢、鉬及其合金。
3.如權利要求1所述的電極結構，其特征在于，所述微結構包括微小突起或微小凹陷。
4.如權利要求1所述的電極結構，其特征在于，所述微結構直徑范圍為2～50納米。
5.如權利要求4所述的電極結構，其特征在于，所述微結構直徑范圍為10～40納米。
6.如權利要求1至5中任意一項所述的電極結構，其特征在于，所述導電基板表面進一步包括一層納米材料涂層。
7.如權利要求6所述的電極結構，其特征在于，所述納米材料涂層的材料包括碳納米管及納米級氧化物粉體。
8.如權利要求7所述的電極結構，其特征在于，所述納米級氧化物粉體包括氧化銦錫(ITO)、氧化鉻(CrOx)、氧化鈷(CoOx)、氧化鎳(NiOx)、氧化鐵(FeOy)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnOx)、氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrOx)，其特征在于，x值介于1與2之間，y值介于1與1.5之間。
9.如權利要求6所述的電極結構，其特征在于，所述納米材料涂層厚度為1～20納米。
10.如權利要求9所述的電極結構，其特征在于，所述納米材料涂層厚度為2～10納米。
11.一種電極結構的制備方法，其包括提供一導電基板；在所述導電基板表面形成多個排列成預定圖案的微結構。
12.如權利要求11所述的電極結構的制備方法，其特征在于，所述導電基板的材料包括石墨或鋰、鋁、銅、銀、鎳、鎢、鉬及其合金。
13.如權利要求11所述的電極結構的制備方法，其特征在于，所述微結構包括微小突起或微小凹陷。
14.如權利要求11所述的電極結構的制備方法，其特征在于，所述多個排列成預定圖案的微結構的形成方法包括納米壓印及熱壓印。
15.如權利要求11至14中任意一項所述的電極結構的制備方法，其特征在于，所述電極結構的制備方法進一步包括在所述導電基板表面形成一層納米材料涂層。
16.如權利要求15所述的電極結構的制備方法，其特征在于，所述納米材料涂層的材料包括碳納米管及納米級氧化物粉體。
17.如權利要求16所述的電極結構的制備方法，其特征在于，所述納米級氧化物粉體包括氧化銦錫(ITO)、氧化鉻(CrOx)、氧化鈷(CoOx)、氧化鎳(NiOx)、氧化鐵(FeOy)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnOx)、氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrOx)，其特征在于，x值介于1與2之間，y值介于1與1.5之間。
18.如權利要求15所述的電極結構的制備方法，其特征在于，所述納米材料涂層的形成方法包括化學氣相沉積法、濺射法及蒸鍍法。
全文摘要
本技術方案提供一種電極結構，其包括一導電基板；其中，所述導電基板表面形成有多個排列成預定圖案的微結構。本技術方案還提供上述電極結構的制備方法。
文檔編號H01M4/00GK1841587SQ200510033999
公開日2006年10月4日 申請日期2005年4月2日 優(yōu)先權日2005年4月2日
發(fā)明者陳杰良 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司