CN103608953A - 具有可逆地可变形致动基体的电极和关联方法 - Google Patents

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Abstract

一种装置，包括被电解质（618）隔开的第一电极和第二电极（602，603），第一电极和第二电极（602，603）中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体（619，620），其中致动基体（619，620）的可逆变形引起该装置的内阻减少。

Description

具有可逆地可变形致动基体的电极和关联方法
技术领域
本发明涉及柔性/可伸展电子设备、关联方法和装置的领域并且具体地涉及一种包括致动基体的电存储装置，该致动基体被配置用于在致动期间减少可逆变形以减少内阻（这可能造成增加电存储装置的开路电压）。某些公开的示例方面/实施例涉及便携式电子设备、具体为可以手持使用的所谓手持便携式电子设备（但是它们可以在使用时放置于座架中）。这样的手持便携式电子设备包括所谓的个人数字助理（PDA）。
根据一个或者多个公开的示例方面/实施例的便携式电子设备/装置可以提供一个或者多个音频/文字/视频通信功能（例如电信、视频通信和/或文字传输、短消息服务（SMS）/多媒体消息服务（MMS）/电子邮件功能、交互/非交互查看功能（例如web浏览、导航、TV/节目查看功能）、音乐录制/播放功能（例如MP3或者其它格式和/或（FM/AM）无线电广播录制/播放）、下载/读取数据功能、图像捕获功能（例如使用（例如内置）数字相机）和游戏功能）。
背景技术
传统电池具有特征放电曲线，这些放电曲线表现出初始迅速电压降、继而为长久平稳。许多电子设备表现出阈值操作电压。在电池电势降至这一阈值以下时，设备简单地停止操作而不是性能随着电池电势减少而劣化。然而仍然有在这样的“空”电池的平稳放电状态中存储的显著数量的阈值以下能量。
有可能通过加温电池以增加电势在设备的阈值电平以上来暂时恢复这一阈值以下能量。这一方法通过增加在电池内的电化学反应速率来工作、但是不适合于与其中电池劣化速率很大取决于温度的现代锂离子电池一起使用。
这里公开的装置和方法可能解决或者可能未解决这一问题。
在说明书中列举或者讨论先前公开的文献或者任何背景技术不应必然视为承认该文献或者背景是现有技术的部分或者是公知常识。本公开内容的一个或者多个方面/实施例可能解决或者可能未解决背景问题中的一个或者多个问题。
发明内容
根据第一方面，提供一种装置，该装置包括被电解质隔开的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中致动基体的可逆变形引起装置的内阻减少。
致动基体的可逆变形可以增加在至少一个电极与电解质之间的接触面积以引起内阻减少。
至少一个电极可以包括在致动基体上或者内的有源材料。致动基体的可逆变形可以增加有源材料与电解质之间的接触面积以引起内阻减少。
术语“有源材料”可以视为意味着参与装置的充电/放电机构的电极材料。在电池中，例如有源材料可以是参与电化学反应或者穿插（intercalation）机制的电极材料。在另一方面，在超级电容器中，有源材料可以是参与形成电双层的电极材料。
术语“电解质”可以视为意味着任何隔开装置的电极的任何材料并且因此可以涵盖如在常规静电电容器中使用的电绝缘材料（例如电介质）以及如在电解质电容器和超级电容器中使用的导电材料。
有源材料和电极中的至少一项可以是可逆地可变形。有源材料可以包括以下各项中的至少一项：石墨烯、石墨烯薄片（grapheneplatelet）、银纳米线网、硅纳米线、碳纳米管或者金属氧化物浆料。电解质可以是聚合物电解质。聚合物电解质可以是聚酯和聚乙二醇中的至少一项。聚合物电解质可以包括硼酸盐掺杂物。
致动基体可以包括弹性体。弹性体可以包括聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中的至少一项。
至少一个电极可以包括电荷收集器。
第一电极和第二电极可以各自包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体。
该装置可以是电存储装置。该装置可以被配置用于生成（例如经由氧化还原反应或者穿插机构）和/或存储（例如经由电荷分离）电能。该装置可以是原电池（primary battery）、二次电池（secondarybattery）、静电（常规）电容器、电解质电容器、超级电容器或者电池-电容器混成物（battery-capacitor hybrid）。该装置可以是锂电池、锂离子电池或者锂离子电容器。
致动基体可以被配置用于机械致动（例如弯曲、压缩、伸展等）、热致动和压电致动中的一项或者多项。致动基体可以被配置用于经历拉伸、压缩、成卷和剪切应变中的至少一项。
至少一个电极可以包括加热元件。加热元件可以包括导电材料（比如金或者铜）。加热元件可以被配置用于增加致动基体的温度并且经由热膨胀引起致动基体的可逆变形。
至少一个电极可以包括压电材料、比如锆钛酸铅（PZT）或者聚偏二氟乙烯（PVDF）。压电材料可以被配置用于在暴露于施加的电场时经历可逆变形。
该装置可以包括多于两个电极（即多个电极对）。这一特征与包括单个电极对的装置比较可以实现生成和/或存储更大量电能。每个电极对的电极可以被电解质隔开。
根据又一方面，提供一种包括这里描述的任何装置的设备。该设备可以是以下各项中的至少一项：电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备以及用于前述设备中的任何设备的模块。
该设备可以包括用于实现对致动基体致动的致动机构。致动机构可以实现控制加热元件。致动机构可以实现控制电场。
致动机构可以实现机械压缩致动基体。致动机构可以包括用于控制压缩致动基体的程度的至少一个螺杆。该装置可以具有卷起（roll-up）外形。致动机构可以经由收紧卷来实现压缩致动基体。致动机构可以经由施加与卷的长度垂直的力实现压缩致动基体。
该设备可以包括用于维持当前机械压缩水平的锁定机构。锁定机构可以包括可释放棘齿（ratchet）。可释放棘齿可以包括用于允许机械压缩程度的逐步变化的多个齿。
根据又一方面，提供一种方法，该方法包括：沉积第一电极材料；在第一电极材料上面沉积电解质材料；以及在电解质材料上面沉积第二电极材料以形成包括被电解质隔开的第一电极和第二电极的装置，第一电极和第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中致动基体的可逆变形引起该装置的内阻减少。
可以使用印刷或者涂覆过程来沉积第一电极材料、电解质材料和第二电极材料中的至少一项。沉积第一电极材料和/或第二电极材料可以包括沉积致动基体材料、有源材料和电荷收集材料中的至少一种材料。该方法可以包括在沉积第一电极材料、电解质材料和/或第二电极材料之后施加热和/或压力。
该方法可以在沉积第一电极材料和/或第二电极材料之后包括以下步骤：沉积抗蚀剂层；使抗蚀剂暴露于电子束或者电磁照射；并且在暴露之后显影抗蚀剂以产生图案化的抗蚀剂分布图。该方法还可以包括在沉积第一电极材料或者第二电极材料之后去除抗蚀剂以分别产生第一电极材料或者第二电极材料的图案。
该方法可以在沉积第一电极材料和/或第二电极材料之后包括以下步骤：沉积抗蚀剂层；使抗蚀剂暴露于电子束或者电磁照射；在暴露之后显影抗蚀剂以产生图案化的抗蚀剂分布图；分别蚀刻第一电极材料或者第二电极材料以产生第一电极材料或者第二电极材料的图案；并且去除抗蚀剂。
根据又一方面，提供一种方法，该方法包括：提供/使用包括被电解质隔开的第一电极和第二电极的装置，第一电极和第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中致动基体的可逆变形引起装置的内阻减少；以及对致动基体进行致动。
除非明确陈述或者本领域技术人员理解，则无需按照公开的确切顺序执行这里公开的任何方法的步骤。
根据又一方面，提供一种在载体上记录的计算机程序，该计算机程序包括被配置用于执行这里描述的任何方法的计算机代码。
该装置可以包括被配置用于处理计算机程序的代码的处理器。处理器可以是包括专用集成电路（ASIC）的微处理器。
无论是否单独或者在各种组合中具体陈述（包括要求保护），本公开内容都在该组合中或者单独包括一个或者多个对应方面、示例实施例或者特征。用于执行讨论的功能中的一个或者多个功能的对应装置也在本公开内容内。
用于实施公开的方法中的一种或者多种方法的对应计算机程序也在本公开内容内并且为描述的示例实施例中的一个或者多个示例实施例所包括。
以上发明内容旨在于仅为示例和非限制的目的。
附图说明
现在参照附图仅通过示例给出描述，在附图中：
图1a示意地图示常规电池的放电过程；
图1b示意地图示常规电池的充电过程；
图2a示意地图示锂离子电池的放电过程；
图2b示意地图示锂离子电池的充电过程；
图3a示意地图示超级电容器的充电过程；
图3b示意地图示超级电容器的放电过程；
图4a示意地图示锂离子电容器的充电过程；
图4b示意地图示锂离子电容器的放电过程；
图5a示意地图示包括液体电解质的可逆地可变形电存储装置；
图5b示意地图示包括固体或者胶体电解质的可逆地可变形电存储装置；
图6示意地图示在压缩和拉伸力的影响之下的可逆地可变形电存储装置；
图7示意地图示制作可逆地可变形电存储装置的方法；
图8示意地图示致动机构和锁定机构；
图9示意地图示具有卷起外形的可逆地可变形电存储装置；
图10a在横截面中示意地图示被配置用于热致动的致动基体；
图10b示出嵌入的加热器需要的功率如何随温度变化；
图10c示出嵌入的加热器的温度在加热和后续冷却循环期间如何随时间变化；
图11a示意地图示被配置用于单轴压电致动的致动基体；
图11b示意地图示被配置用于径向压电致动的致动基体；
图11c示出为了实现1%应变所需的电势差如何随电极间距变化；
图12示意地图示包括可逆地可变形电存储装置的装置；
图13示意地图示制作可逆地可变形电存储装置的方法；
图14示意地图示减少可逆地可变形电存储装置的内阻的方法；并且
图15示出提供用于控制可逆地可变形电存储装置的制作和/或使用的计算机可读介质。
具体实施方式
在电路中，电池和电容器用来向其它部件提供电功率。然而这些功率供应以完全不同的方式操作。
电池使用电化学反应生成电力。在图1a中示出常规电池的放电过程。电池包括被电解质101隔开的两个电端子（电极102、103）。电池也可以包含用于防止电极之间的直接物理接触——这在使用液体电解质时特别重要——的分隔器110。在负电极（阳极102），氧化反应发生，该氧化反应产生电子。这些电子绕着外部电路105（箭头104所示）从阳极102流向正电极（阴极103）从而使还原反应在阴极103发生。电子流可以用来向外部电路105中的一个或者多个电部件106供电。氧化和还原反应可以继续直至完全转换反应物。然而重要的是，除非电子能够经由外部电路105从阳极102流向阴极103，电化学反应就不能发生。这允许电池长时间段地存储电力。在电子绕着外部电流从阳极102流向阴极103时，负电荷可以在阴极103周围的电解质101中形成，并且正电荷可以在阳极102周围的电解质101中形成。在电解质101中的正离子107和负离子108移动中和这些电荷云从而允许反应和电子流继续。无来自电解质101的离子107、108，在每个电极102、103周围的电荷云将禁止生成电力。
原电池（primary cell）是其中电化学反应不可逆的任何种类的电池。这些电池被用作一次性电池。在另一方面，对于二次电池，电化学反应可逆，这意味着化学反应物可以恢复成它们的原有状态。这些用作可再充电电池。在图1b中示出常规可再充电电池的充电过程。为了对电池充电，在阳极102与阴极103之间施加电势差。充电器109的正端子从阴极103剥离电子并且使它们返回到阴极102（箭头111所示）从而在电极-电解质界面引起化学反应。同样，为了补偿电荷转移，在电解质101中的正离子107和负离子108在与前面相反的方向上在电极102、103之间移动。
电池生成的电流和电压与用于电极和电解质的材料直接有关。一种材料相对于另一材料失去或者获得电子的能力称为它的电极电势。氧化和还原剂的强度由它们的标准电极电势指示。具有正电极电势的材料用来形成阳极，而具有负电极电势的材料用来形成阴极。阳极与阴极电势之间的差值越大，电池可以产生的电能的量就越大。
锂在电化学序列的顶部（大的负电极电势）出现，这指示它是最强还原剂。类似地，氟在电化学序列的底部（大的正电极电势）出现，这指示它是最强氧化剂。由于锂的高电极电势，锂电池能够产生在锌-碳或者碱性电池的电压的两倍以上的接近4V电压。
根据用于阳极、阴极和电解质的材料选择，锂电池的电流、电压、容量、寿命和安全性可能急剧改变。近来已经采用新颖架构以提高这些电池的性能。纯锂很有反应性并且将与水激烈反应形成氢氧化锂和氢气。出于这一原因，使用非水合电解质，并且使用密封的容器将水排除于电池组。
换言之，许多不同锂电池由于锂与许多阴极和非水合电解质的低反应性而存在。术语“锂电池”是指包括锂金属或者锂化合物作为阳极而大量不同材料用于阴极和电解质的不同化学物家族。有孔碳材料经常用作为用于从外部电路接收电子的阴极电荷收集器。
锂离子电池是使用锂离子“穿插”机构而不是传统氧化还原反应的不同可再充电电池类型。这涉及到在离子在充电和放电期间在电极之间来回通行时向电极的晶体结构中插入和从晶体结构取出锂离子。为了实现这一点，电极需要开放的晶体结构，这些结构允许插入和提取锂离子并且有能力同时接受补偿电子。这样的电极称为“穿插宿主”。锂离子电池当前是用于最流行便携式电子设备类型之一，因为它们表现出最佳能量与重量之比之一、无记忆效应和在未使用时缓慢损失电荷。
在典型的锂离子电池中，阳极由碳制成，阴极是金属氧化物，并且电介质是在有机溶剂中的锂盐。在商用上，最流行的阳极材料是石墨，并且阴极一般是三种材料之一：分层氧化物（比如氧化钴锂）、基于聚阴离子的材料（比如磷酸铁锂）或者尖晶石（比如氧化镁锂）。电解质通常是有机碳酸盐的混合物、比如包含锂离子络合物的碳酸乙烯酯或者碳酸二乙酯。这些非水合电解质经常包括非配位阴离子盐、比如六氟磷酸锂（LiPF6）、单水六氟砷酸锂（LiAsF6）、高氯酸锂（LiClO4）、四氟硼酸锂（LiBF4）和三氟甲磺酸锂（LiCF3SO3）。
图2a和图2b分别示意地图示锂离子电池的放电和充电过程。如图中所示，阳极202和阴极203各自包括在电荷收集基体214上面沉积的开放晶体穿插材料213。在放电期间，锂离子212从阳极202被提取、跨越电解质201迁移并且向阴极203的晶体结构中插入。同时，补偿电子在外部电路中行进（在箭头204所示方向上）并且被阴极203接受以平衡反应。这一过程完全可逆。在充电期间，外部电功率源（充电器209）在电极202、203之间施加电势差从而迫使电子在相反方向（箭头211所示）上行进。锂离子212然后从阴极203被提取、迁移跨越电解质201并且被插入回阳极202的晶体结构中。
在锂离子电池中，向阴极和阳极和从其运送锂离子而LixCoO2中的过渡金属钴（Co）在充电期间从Co3+氧化成Co4+而在放电期间从从Co4+还原成Co3+。用于包括石墨阳极和氧化钴锂阴极的锂离子电池的阳极和阴极半反应如下：
阳极  
Figure BDA0000436451340000091
  化学式1
阴极    化学式2
然而总反应具有它的限制。对锂离子电池过度放电可能使氧化钴锂超饱和从而导致按照以下不可逆反应产生氧化锂：
Li++LiCoO2→Li2O+CoO  化学式3
而使锂离子电池充电不足可能导致按照以下不可逆反应合成Co4+：
LiCoO2→Li++CoO2  化学式4
与电池对照，电容器静电地存储电荷并且不能生成电力。称为“超级电容器”（也称为电双层电容器、超电容器、伪电容器和电化学双层电容器）的相对新的电容器类型赋予比常规或者电介质电容器更大的能量存储并且对于便携式电子应用正在变得日益流行。
图3a和图3b分别示意地图示超级电容器的充电和放电过程。超级电容器具有被电解质301隔开的各自包括导电板314（电荷收集器）的阴极303和阳极302。在使用液体电解质时，超级电容器也可以包括用于防止阴极与阳极之间的直接物理接触的分隔器310。在有孔材料315（比如粉末化的碳）中涂覆板314以增加它们的表面积用于更大电荷存储。在功率供应（电容器）在电极302、303之间施加电势差时，电解质301变成被极化。在阴极303上的电势吸引电解质301中的负离子308，并且在电极302上的电势吸引正离子307。
不同于电池，施加的电势被保持在电解质301的击穿电压以下以防止电化学反应在电极302、303的表面发生。出于这一原因，超级电容器不能如电化学电池那样生成电力。另外，在电化学反应未发生时未生成电子。因而无显著电流可以在电解质301与电极302、303之间流动。取而代之，在溶液中的离子307、308在电极302、303的表面布置它们本身以对表面电荷316做出镜像（mirror）并且形成绝缘“电双层”。在电双层（即表面电荷316层和离子307、308层）中，表面电荷316和离子307、308的间距为纳米级。组合电双层和在板314的表面上使用高表面积材料315允许大量电荷载流子存储于电极-电解质界面。
为了对超级电容器放电，在充电的电极302、303之间产生电连接305从而使电子经由外部电路从阳极流向阴极（如箭头304所示）。这一电荷流可以用来向外部电路305中的一个或者多个电部件供电。
然而活性炭不是用于涂覆电容器的板314的最适合材料315。在溶液中的离子307、308与碳中的孔比较相对大，并且这明显限制能量存储。在这一领域中的新近研究已经代之以聚焦于使用碳纳米管和碳纳米角，这二者赋予比活性炭更高的可用表面积。
超级电容器具有较电池而言的若干优点并且因而已经用来取代许多应用中的电池。它们通过供应大电流脉冲串以向设备供电、然后对它们本身快速再充电来工作。它们的低内阻或者等效串联电阻（ESR）允许它们递送和吸收这些大电流，而传统化学电池的更高内阻可能使电池电压缩灭（collapse）。另外，尽管电池一般需要长的再充电时段，但是超级电容器可以很快、通常在数分钟内再充电。它们也即使在多次充电之后仍比电池长得多地留有它们保持电荷的能力。在与电池组合时，超级电容器可以去除通常将对电池设定的瞬时能量需求、由此延长电池寿命。
尽管电池经常需要维护并且仅能在小温度范围内良好工作，但是超级电容器免维护并且在宽温度范围内表现良好。超级电容器也具有比电池更长的寿命并且被构建为持续至少直至它们用来供电的电子设备的寿命。在另一方面，需要在设备的寿命期间数次更换电池。
然而超级电容器并非没有它们的缺点。尽管能够存储比常规和电解质电容器更大数量的能量，每单位重量的超级电容器存储的能量明显低于电化学电池的能量。此外，超级电容器的工作电压受电解质击穿电压限制，这对于电池不是问题。
锂离子电池具有所有系统的最高能量密度，而超级电容器具有最高功率密度和寿命。近来已经开发称为锂离子电容器的新混合存储设备，这以集成锂离子电子和超级电容器的优点为目标。与超级电容器相似，锂离子电容器的阴极采用活性炭，在该碳存储电荷作为在碳与电解质之间的界面的电双层。在另一方面，与锂离子电池相似，阳极由用锂离子预掺杂的纳米结构化的穿插材料制成。这一预掺杂过程降低阳极电势并且造成高电池输出电压。通常，用于锂离子电容器的输出电压在范围3.8V至4V内。因而锂离子电容器具有高能量密度。另外，阳极的容量比阴极的容量大若干数量级。因而，阳极电势改变在充电和放电期间远小于阴极电势改变。穿插阳极也可以与穿插阴极、比如LiCoO2或者LiMn2O4耦合以增加锂离子电容器的功率。在锂离子电容器中使用的电解质通常是锂离子盐溶液，并且分隔器可以用来防止阳极与阴极之间的直接物理接触。
图4a和图4b分别示意地图示锂离子电容器的充电和放电过程。锂离子电容器的行为比超级电容器的行为大致相同，因此图4a和4b的标号对应于图3a和3b中的相似特征。然而两个系统之间的主要不同在于，取代在电解质401中的正离子在电极-电解质界面布置它们本身以在设备充电时形成电双层，锂离子412向阳极402的阴极结构413中插入它们本身（穿插）。因此，如同锂离子电池，锂离子电容器经历快速电化学反应而未简单地依赖于形成电双层以存储电荷。
如在背景技术一节中提到的那样，电池保持电能量在它们用来供电的设备的阈值电平以下。这一能量有时可以通过加热电池来恢复并且用来向设备供电短时间段。这样的能量恢复可以例如对于使用移动电话来发出紧急电话呼叫或者文字消息特别有用。然而加热电池以恢复阈值以下能量引起锂离子电池的劣化增加。假如锂离子电池当前是用于便携式电子设备的最常用可再充电电池类型之一，适合于与锂离子电池使用的备选阈值以下能量恢复手段将是有利的。现在将描述一种可以提供或者可以未提供对这一问题的解决方案的装置和关联方法。然而应当注意这里描述的装置和方法不仅适用于可再充电（次生）电池而且可以相对于原电池、超级电容器和电容-电容器混成物来使用。就这一点而言，如贯穿说明书使用的术语“电存储装置”涵盖所有这些不同技术。
图5a和图5b示出电存储装置，该电存储装置包括被电解质517、518隔开的第一电极503和第二电极502。第一电极503和第二电极502中的至少一个电极（可能是两个）包括被配置用于在施加力以压缩、伸展或者弯曲材料（即机械致动将致动基体519、520置于机械应力之下）时经历物理应变（可逆变形）。在图6中图示这一点，其中箭头621-624指示力方向。物理应变可以拉伸（箭头623、624）、压缩（箭头621、622）、成卷（volume）或者剪切应变。
在致动基体619、620经历变形时，至少一个电极602、603与电解质618之间的接触面积增加从而引起电存储装置的内阻减少。电池的开路电压Ecell由以下等式给出：
Ecell＝EC-EA-|ηA|-|ηC|-iZcell  等式5
其中EC是阴极电势，EA是阳极电势，ηA是阳极化学电势，ηC是阴极化学电势，i是电池提供的电流，并且Zcell是电池的内阻。如从这一等式可见，减少内阻使电池的开路电压增加。
因此，在电存储装置的开路电压降至它正在用来供电的设备的阈值电势以下时，电存储装置（具体为致动电压619、620）的变形可以用来恢复阈值以下能量并且向设备提供附加功率。一旦已经用尽阈值以下能量，或者在不再需要阈值以下能量时，可以收回施加的力以允许致动基体的形状（并且因此允许电存储装置的形状）恢复成它的先前状态。重要的是变形是可逆的，否则可能出现对电存储装置的永久损坏。另外，可逆变形允许如果需要则在每次放电之后恢复阈值以下能量（这使它适合于与二次电池而不是仅原电池使用）。
为了实现可逆变形，致动基体619、620包括弹性材料、比如聚二甲基硅氧烷（PDMS）或者聚乙烯对苯二酸酯（PET）。PMDS特别有用，因为它可以经历至少20%应变而无有害影响。然而为了有助于柔性，电存储装置也可以包括液体电解质517（图5a）或者聚合物电解质518（图5b）而不是硬性电解质。如果使用液体电解质517，则电存储装置也可以包括用于防止阴极503与阳极502之间的直接物理接触的分隔器510。在这一情况下，电解质517在有机溶剂（例如有机碳酸盐的混合物、比如包含锂离子络合物的碳酸乙烯酯或者碳酸二乙酯）中溶解的锂盐。然而对于聚合物电解质，电解质518的物理状态本身可以足以防止阴极503与阳极502之间的直接物理接触、由此无需分隔器510。电解质518可以包括锂有孔氮氧化磷或者聚（环氧乙烷）的衍生物。另外，电解质518可以是包含硼酸盐酯基团的聚合物电解质。
第一电极603和第二电极602将通常包括适合于存储/生成电能的有源材料（未示出）。有源材料可以位于致动基体619、620上（作为涂层）或者内（形成化合物），只要它能够与电解质618接触。在致动基体619、620被变形/致动时，有源材料与电解质618之间的接触面积增加。除了致动基体619、620和有源材料之外，电存储装置的电极603、602可以包括电荷收集材料（未示出）。
所用有源材料将依赖于特定存储设备类型、但是优选地由可逆地可变形材料形成。由于有源材料与致动基体619、620接触（即物理地耦合），所以在变形致动基体619、620时有源材料的尺度（长度、宽度或者厚度）有所变化。因此将可逆地可变形材料用于有源部件是有益的，因为这实现电极的重复伸展、压缩和弯曲而最小化对有源材料的损坏。就这一点而言，有源材料可以包括石墨烯、石墨烯薄片、银纳米线网（即银纳米线的2D网络）、硅纳米线或者碳纳米管的相互穿透基质或者金属氧化物浆料。
使用石墨烯可以对于电生成/存储应用特别有用。基于石墨烯的材料从基础科学和技术的观点来看令人关注，因为它们无毒、耐化学物和热并且在机械上稳健。以横向尺寸在数百纳米的范围中的纳米片的形式，石墨烯表现出优于石墨碳的导电率、高电荷载流子迁移率（20m2/V/sec）和吸引人的转移现象、比如量子霍尔效应、在2600m2/g之上的高表面积、与广泛化学物兼容和可以对于能量技术中的应用特别有利的宽电化学窗。石墨烯纳米片可以由于它们有能力存储大量离子核素（具体为锂离子）而适合于用作锂电池、锂离子电池、超级电容器和锂离子电容器中的高容量电极材料。此外，可以向用于透明电子应用的基体转移石墨烯从而允许制作透明或者半透明能量存储设备。
化学还原对石墨烯片的溶液处理（如不久将讨论的那样）可以实现大规模生产用于印刷过程的石墨烯溶液。这一方式可伸缩（允许有可能大量生产）和多功能（在良好适应化学功能化）。这些优点意味着用于生产石墨烯的胶质悬浮物方法可以用于广泛应用、具体用于制作电池/电容器电极。基于石墨烯的能量收获和存储设备、比如电池和电容器可以潜在地超过基于碳纳米管的设备。以胶质悬浮物的形式，石墨烯也是适合于印刷应用的具有可调溶度的无毒纳米材料。
另外，也称为钛酸盐的二氧化钛（TiO2）有助于锂离子转移并且已经被使用在锂离子电池中。在向固体电解质添加二氧化钛纳米粒子时已经观察到锂离子的传导率（conductivity）增强。这一效果已经与促进局部化非晶态区域（localised amorphous region）的二氧化钛的局部结构改型相联系、由此增强锂离子转移。钛酸锂电池在它的阳极的表面上利用钛酸锂纳米晶体（尖晶石结构）。这与阴极的表面积约3m2/g比较而向阳极给予100m2/g的表面积从而允许电子更快进入和离开阳极。这一特征使钛酸锂电池比标准锂离子电池更快充电和放电。钛酸锂尖晶石是“零应变插入材料”。在使用这一材料作为电极的电池中，插入锂离子未引起晶格的显著变形。它也在本质上安全，因为它避免锂的电化学沉积。此外，二氧化钛充足、成本低廉并且环保。然而钛酸锂的传导率有限，因此重要的是使纳米尺寸的晶体的结构与传导基体接触以实现向电极转移电荷的高速率。
在本公开内容的一个实施例中，电极材料（致动基体和有源材料）包括被大的平衡阴离子（large counter anion）与二氧化钛纳米粒子和锂盐一起改型的石墨烯薄片悬浮物（以弹性聚合物的形式）。石墨烯具有高表面积并且良好导电体，而二氧化钛粒子容纳高浓度锂离子、但是它们本身不传导。通过使用离子键合剂（以聚合形式的大的平衡阴离子）将二者键合在一起来产生如下材料，该材料具有二氧化钛的锂存储能力、石墨烯的导电性并且可逆地可变形。通过向材料添加锂盐，向电极结构中并入锂离子，这进一步增强电存储装置的性能。可以在充电和/或放电期间向和/或从阴极503和/或阳极502转移这些锂离子。
使用以下方式来制备电极材料。然而应当注意可以变化提到的数量和参数以便扩大生产规模。
首先通过基于如N.Kovtyukhova等人在Chem.Mater.11,771(1999)发表的、标题为"Layer-by-Layer Assembly of UltrathinComposite Films from Micron-Sized Graphite Oxide Sheets andPolycations"中描述的改型Hummers方法氧化天然石墨粉末（SP，320网）来制备石墨烯氧化物。然后在超纯水中悬浮石墨烯氧化物以给予布朗分散并且受到4天透析以完全去除残留盐和酸。通过离心来收集、然后空气干燥所得纯净石墨烯氧化物粉末。此后，在水中分散石墨烯氧化物粉末以产生0.05wt%分散（dispersion）、然后通过超声降解1小时来脱落，在该过程期间将体石墨烯氧化物粉末变换成石墨烯氧化物薄片。
接着在40ml超纯水中分布并且在超声浴器（KQ218，60W）中混合20mg石墨烯氧化物薄片15分钟以获得均匀和稳定的分散。此后，向石墨烯氧化物分散物中添加并且再在超声浴器（KQ218，60W）中混合60mg离子聚合物键合剂（比如聚（4-苯乙烯磺酸钠）、聚苯胺或者聚[2,5-双（3-磺酸根合丙氧基）-1,4-乙炔基亚苯基-交替-1,4-乙炔基亚苯基]钠盐（poly[2,5-bis(3-sulfonatopropoxy)-1,4-ethynylphenylene-alt-1,4-ethynylphenylene]sodium salt））15分钟。然后在80℃用单水肼（1.950mL，50%）还原所得混合物24小时以获得均匀黑色分散物。然后经过聚碳酸酯膜（0.22μm孔尺寸）过滤并且用水反复清洗黑色分散物以去除任何过量键合剂（聚合物）。然后通过在水浴器（KQ218，60W）中超声降解15分钟并且在5000rpm离心20分钟向水中重新分布所得粉末（包括被键合剂的离子改型的石墨烯薄片）。在去除沉淀物之后获得暗色均匀沉清溶液。最后，在合成功能化的石墨烯悬浮物之后，通过超声降解（KQ218，60W）15分钟向溶液中混合二氧化钛纳米粒子（金红石或者锐钛矿）和一种或者多种锂盐（例如LiPF6、LiBF4和/或LiClO4）。尽管这里所用二氧化钛纳米粒子尺寸少于25nm，但是已经代之以使用更大粒子。所得胶质悬浮物然后可以用作可印刷墨以形成电池/电容器电极。
尽管以上已经提到PSS、聚阴离子和PPE，但是键合剂可以包括具有大阴离子基团的其它聚合电解质或者具有适当大阴离子备选的含硅胶体。大聚合物阴离子保证石墨烯的有效可溶性并且向石墨烯电极基质中吸引带正电的锂离子。
图7示意地图示生产以上描述的电存储装置的（卷到卷，roll toroll）方法。在这一方法中，所有部件经溶液处理并且使用现有液体沉积或者图案化技术来图案化或者印刷。先使用标准印刷过程来沉积基于石墨烯的聚合物719（第一电极材料）。然后加热725电极材料719以挥发任何溶剂并且有助于键合石墨烯和二氧化钛。接着在电解质718上面沉积第二电极材料720以形成第二电极之前在第一电极材料719上面沉积聚合物电极718。可以在沉积电解质719和/或第二电极材料720之后向分层的堆施加热和/或压力以有助于粘附相应层。另外，可以沉积（未示出）电荷收集材料（可能为有孔碳或者金属箔）以实现在每个电极与外部电路之间转移电子。就这一点而言，可以在电极材料719、720的一侧或者两侧上沉积电荷收集材料。备选地，可以在电荷收集材料的一侧或者两侧上沉积电极材料719、720。以任一方式，外部电路都将被电连接到每个电极的电荷收集器。
也有可能使用液体电解质而不是胶体（聚合物）电解质。在这一场景中，该过程（未图示）可以涉及到依次沉积第一电极材料、分隔器和第二电极材料、继而为密封步骤（可能使用热、压力和/或粘合剂）以密封电存储装置的边缘而保证留下用于插入液体电解质的间隙。一旦已经密封电存储装置的边缘（除了间隙之外），可以在电极之间引入液体电解质，并且可以密封间隙以在电存储装置以内保持电解质。
用来形成第二电极的材料621将根据电存储装置是否为锂金属电池、锂离子电池或者锂离子电容器变化并且可以可逆地可变形或者可以不这样。为了生产锂金属电池或者锂离子电池，（以上描述的）基于石墨烯的聚合物电极用作阴极。阳极可以包括锂金属或者锂化合物（以形成锂金属电池）或者可以包括石墨（以形成锂离子电池）。在另一方面，为了生产锂离子电容器，基于石墨烯的聚合物电极用作阳极。在这一场景中，阴极可以包括在电荷收集基体上面的高表面积材料（比如活性炭）或者可以包括穿插材料（比如LiCoO2或者LiMn2O4）。
虽然已经特别强调石墨烯，但是可以代之以使用其它有源材料（包括银纳米线网、硅纳米线、碳纳米管或者金属氧化物浆料）。重要的是保持有源材料的粒子尺寸最小以便实现最大有效表面积。如果粒子具有光滑而紧凑形状则也是优选的，因为锐边或者鳞状表面易受更高电应力和分解，这可能在电存储装置在使用中时引起更大的热生成并且甚至引起热失控。就这一点而言，银纳米线特别有利。
如先前提到的那样，这些材料可以向致动基体材料（聚合物/弹性体）上混合或者可以沉积于致动基体材料的一个或者多个表面上（假设致动基体材料已经凝结/固化）。在向致动基体的表面上沉积有源材料时，可以图案化它以形成具有预定义的表面结构的电极。这可以用来最大化电极的表面积。类似地，在向致动基体材料中混合有源材料以形成化合物时，化合物可以在支撑基体（例如金属薄电荷收集器）上面形成图案化的层。
提起（lift-off）或者蚀刻技术（未图示）可以用来图案化有源材料/化合物。首先考虑提起过程，向致动/支撑基体上沉积电子或者光敏抗蚀剂层。抗蚀剂然后被暴露于电子束（电子束平版印刷）或者电磁辐射（光平版印刷）并且被显影以创建预定义抗蚀剂分布图。在显影步骤之后，在抗蚀剂层上面沉积有源材料/化合物，然后从基体去除/剥离抗蚀剂。
在另一方面，蚀刻过程涉及到先在致动/支撑基体上面沉积有源材料/化合物。然后如在以上描述的那样在暴露和显影之前向有源材料/化合物上沉积抗蚀剂层。在显影步骤之后，使用湿蚀刻剂或者干蚀刻剂以去除任何保留的有源材料/化合物，然后从基体去除/剥离抗蚀剂。
图8示意地图示设备826，该设备包括用于在从电存储装置829恢复阈值以下能量时使用的致动机构827和锁定机构828。致动机构827可以让用户能够控制电存储装置829的变形水平（即可调变形）。在所示示例中，致动机构827使设备826上的板830（可以是电池盖）机械压缩电存储装置829。为了控制压缩程度，用户转动设备826上的一个或者多个螺杆831、832以朝着电存储装置829驱动板830。由于电存储装置829在适当处固着于设备826内，所以板830的移动与电存储装置829相抵推动从而引起致动基体变形，该致动电极形成第一电极和/或第二电极的部分。板830的移动也可以引起电解质变形和/或第一电极和/或第二电极的有源和电荷收集材料变形。电存储装置829的压缩引起内阻减少、由此增加开路电压以允许设备826的操作。使用螺杆831、832以向电存储装置829中驱动板830显然仅为一种可能性，并且可以采用其它机构。
取代转动板830上的螺杆831、832，设备826可以被配置用于允许用户朝着电存储装置829手动推动板830。就这一点而言，图8的放大区域示出锁定机构827，该锁定机构可以用来维持当前压缩水平而无需用户向板830连续施加压力。锁定机构828采用可释放棘齿的形式，该棘齿包括机械齿834的线性架833（但是它可以是圆形齿轮）和与齿834对接的可转动、弹簧加载的棘爪835。通常，齿834均匀、但是不对称，每个齿具有在一个边缘上的适度斜度和在另一边缘上的更陡峭的斜度。
在箭头836的方向上朝着电存储装置829推动板830时，棘爪835在齿834的平缓倾斜边缘之上不受限制地移动。弹簧在棘爪835通过每个齿的顶端时迫使它进入齿834之间的凹陷。然而在释放板830时，电存储装置829的可逆地可变形材料不能返回到它们的先前形式，因为棘爪835在它遇到的第一个齿的陡峭倾斜边缘上钩住。以这一方式，与齿相抵锁定棘爪835，并且防止板830从电存储装置829任何进一步移动。
在需要对电存储装置829再充电时，板830可以通过从棘爪835缩回池834（箭头837代表）来移回至它的原有位置。这可以通过按压在设备826的一侧上的按钮（未示出）来执行。使用棘齿以与电存储装置829相抵保持板830显然仅为一种可能性，并且可以采用其它机构。
另一选项可以涉及到使用形状记忆材料作为致动基体和/或电解质。形状记忆材料（通常为聚合物）是所谓“智能材料”，这些材料有能力在外部刺激（触发）的影响之下从变形的形状恢复成它们的原有形状。外部刺激可以是温度改变或者施加电场或者磁场。在这一实施例中，机械压缩可以用来减少电存储装置的内阻，并且形状记忆材料然后将保持于压缩状态（并且因此维持这一内阻水平）直至施加外部刺激。使用形状记忆材料因此在无需锁定机构的意义上有利。
电存储装置829可以采用不同形式。例如电存储装置829可以用它的沉积形式来封装（即具有平面结构）或者可以将它卷起成圆柱体结构。图9图示具有卷起外形的电存储装置929。卷起外形具有的优点是可以使用两种不同技术来压缩它。
在图9中所示实施例中，电存储装置929附着到伸长元件938（比如棒或者柱）并且卷绕于该元件周围。伸长元件938可以在电子设备的外壳以外延伸，从而用户可以访问它。在用户希望压缩电存储装置929时，他/她可以如箭头939所示简单地将伸长元件938绕着它的长轴旋转。伸长元件938的旋转引起卷收紧并且增加匝数。这在效果上引起可逆地可变形材料压缩并且减少电存储装置929的内阻。
也有可能通过如箭头940、941所示施加与卷的长度垂直的力（例如使用如图8中所示设备的板）。在这一场景中，施加的力同时压缩电存储装置929的每个层/匝。
可以热地而不是通过简单地施加机械力来执行致动基体（并且可能也有电解质、有源材料和/或电荷收集材料）的致动或者可逆变形。这一实施例在图10a中被示意地示出并且包括加热元件1042，该加热元件被配置用于提高致动基体1019的温度并且经由热膨胀引起基体1019中的物理应变。弹性体通常表现出高热膨胀系数（TEC）并且可以耐受高操作温度。例如PDMS具有有330ppm/K的TEC并且具有150℃的最大工作温度。因此，在使用PDMS作为致动基体1019时，温度增加100℃引起体积相对增加～0.033。假设各向同性膨胀，体积改变由以下等式给出：
dV V = ( dL L + 1 ) 3 - 1   等式6
其中V和L分别是致动基体的体积和长度。这等于在所有维度中的近似应变1.08%。有可能将具有不同分子量的各种弹性体混合在一起以制作可以比PDMS膨胀更多的不同弹性体等级。
在图10a中所示实施例中，在致动基体1019中形成膜1043以从周围材料热隔离加热元件1042。以这一方式，如果有源材料1044位于致动基体1019的表面上（即在致动基体1019与电解质之间的界面），则可以朝着有源材料1044聚集加热元件1042产生的热而不是经过相邻基体材料1045耗散。可以通过回蚀（back etching）或者部分地显影弹性体来执行去除相邻基体材料1045。由于膜1043由与致动基体1019的体相同的弹性体制成，所以由于它的固有柔性而最小化断裂风险。
加热元件1042可以由任何导电材料和导热材料形成，该材料可以经历阻性加热（比如金或者铜）并且可以包括一个或者多个纳米线。加热元件也可以可逆地柔性和/或可伸展以允许它符合致动基体1019的可变尺度。使用由具有半径500μm（1046）和1mm（1047）的铜线制成的加热元件1042来执行加热实验。这些实验已经表明可以用～20mW的功率要求实现上至500℃的温度（图10b）。在图10c中示出在500μm元件的加热和冷却循环期间随时间的温度改变。这一图形示出可以通过让电流穿过接线在～20ms内将加热元件1042的温度从30℃增加至600℃。一旦停止电流流动，温度在～80ms内下降回到30℃。如同这样的热响应允许迅速脉冲控制加热元件1042用于膨胀和收缩致动基体1019而最小化总功率消耗。
压电致动是另一种控制致动基体的尺度的可能方式（并且电存储装置为通用的）。在这一实施例中，致动基体包括被配置用于在暴露于施加的直流电场时经历物理应变的压电材料。压电材料可以包括一个或者多个压电结构，并且电场可以由各自包括相反极性的第一电极和第二电极的一个或者多个电极对生成。
在图11a和图11b中示出两个不同电极配置。在图11a中，电场由被配置用于在压电材料中引起单轴应变的交指的（interdigitated）电极1148、1149阵列生成，而在图11b中，电场由被配置用于在压电材料中引起径向应变的同心圆电极1150、1151生成。在两种配置中，在每两个电极间隙之间布置压电纳米结构1152。该布置有助于保证在施加电场时在压电材料中引起非零净应变。如果在每个电极间隙之间布置纳米结构1152，则相邻电极对将对材料施加相反力、由此造成减少（可能为零）的净致动（netactuation）。可以使用介电泳或者其它纳米线组件方法来实现压电纳米结构1152的对准。
重要的是注意无（或者最小）电流应当经由压电纳米结构1152在电极1148、1149；1150、1151之间流动。在压电材料1152中的自由电荷筛选施加的电场并且减少材料的错位。另外，经过纳米结构1152的电流流动增加设备中的功率消耗，这是不希望的。可以在电绝缘材料中涂覆压电纳米结构1152以在纳米结构1152恰好与电极对的第一电极和第二电极二者物理接触的情况下防止电流流动。
压电纳米结构1152可以包括锆钛酸铅（PZT）或者聚偏二氟乙烯（PVDF），二者具有高压电系数。尽管PVDF具有比PZT少两个数量级的压电系数，但是相较PZT的0.1%，PVDF的最大致动应变为0.3%。这证实与最大容许场强关联的限制对可用应变值设置严格上界。
图11c示出为了在PZT中实现1%应变所需的电势差Vbias随电极间距变化。使用以下等式来计算电势差：
V bias = 4 SL d   等式7
其中S是应变，L是电极间距，并且d是在轴向方向上的用于PZT的介电常数。如从图形可见，Vbias随着增加电极间距而线性缩放。～20V的实际电势差与200nm的电极间距对应。
在使用热致动或者压电致动以使电存储装置变形时，自动机构可以分别包括用于加热元件或者电场的控制。假如在这些实施例中致动是电控的，则无需锁定机构。
图12示意地图示包括这里描述的电存储装置1254的设备1253。设备1253也包括由数据总线1257相互连接的处理器1255和存储介质1256。设备1253可以是电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备或者用于前述设备中的任何设备的模块。
电存储装置1254被配置用于生成和/或存储可以用来向设备1253供电的电能。具体而言，电存储装置1254被配置用于在电存储装置1254的致动、变形期间经历可逆变形从而引起电存储装置1254的内阻减少。这实现恢复/使用在电存储装置1254中存储的阈值以下能量。
处理器1255被配置用于通过向其它部件提供信令和从其它设备部件接收信令以管理它们的操作来生成设备1253的操作。处理器1255也可以别配置用于控制致动基体的致动。在热致动实施例中，处理器1255用来控制供给加热元件的功率并且因此控制致动基体的温度和热膨胀/收缩。在压电实施例中，处理器1255用来控制供给电极的功率并且因此控制施加的电场和致动基体的压电膨胀/收缩。
存储介质1256被配置用于存储计算机代码，该计算机代码被配置用于如参照图15描述的那样执行、控制或者实现电存储装置1254的制作和/或操作。存储介质1256也可以被配置用于存储用于其它设备部件的设置。处理器1255可以访问存储介质1256以取回部件设置以便管理其它设备部件的操作。具体而言，存储介质1256可以包括用于加热元件和/或电极的功率设置列表以便从电存储装置获得具体内阻和输出电压。存储介质1256可以是暂时存储介质、比如易失性随机存取存储器。在另一方面，存储介质1256可以是永久性存储介质、比如硬盘驱动、闪存或者非易失性随机存取存储器。
在图13中示意地图示用来制作电存储装置1254的方法的主要步骤。类似地，在图14中示意地图示用来操作电存储装置1254的方法的主要步骤。
图15示意地图示根据一个实施例的提供计算机程序的计算机/处理器可读介质1558。在这一示例中，计算机/处理器可读介质1558是盘、比如数字万用盘（DVD）或者紧致盘（CD）。在其它实施例中，计算机/处理器可读介质1558可以是已经用比如实现发明功能这样的方式编程的任何介质。计算机/处理器可读介质1558可以是可拆卸存储器设备、比如记忆棒或者记忆卡（SD、小型SD或者微SD）。
计算机程序可以包括计算机代码，该计算机代码被配置用于执行、控制或者实现以下各项中的一项或者多项：沉积第一电极材料；在第一电极材料上面沉积电解质材料；以及在电解质材料上面沉积第二电极材料以形成电存储装置，该电存储装置包括被电解质隔开的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中致动基体的可逆变形引起电存储装置的内阻减少。
计算机程序也可以被配置用于执行、控制或者实现以下各项中的一项或者多项：提供电存储装置，该电存储装置包括被电解质隔开的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中致动基体的可逆变形引起电存储装置的内阻减少；并且对致动基体进行致动。
已经向在图中描绘的其它实施例提供与更早描述的实施例的相似特征对应的参考编号。例如特征编号1也可以对应于编号101、201、301等。这些经编号的特征可以在图中出现、但是可以未在这些具体实施例的描述内被直接引用。这些特征仍然在图中提供以协助对其他实施例的理解，尤其是对与相似的更早描述的实施例的特征相关的实施例的理解。
本领域技术人员将理解任何提到的装置/设备/服务器和/或具体的提到的装置/设备/服务器的其它特征可以由如下装置提供，布置这些装置使得它们变成被配置用于仅在被启用、例如接通等时执行希望的操作。在这样的情况下，它们可以在非启用（例如关断）状态中未必让适当软件向活跃存储器中加载而仅在启用（例如接通）状态中加载适当软件。装置可以包括硬件电路装置和/或固件。装置可以包括向存储器上加载的软件。可以在相同存储器/处理器/功能单元上和/或在一个或者多个存储器/处理器/功能单元上记录这样的软件/计算机程序。
在一些实施例中，可以用适当软件对特定的装置/设备服务器预编程以执行希望的操作，并且其中用户可以例如下载“密匙”以解锁/启用适当软件及其关联功能来启用软件用于使用。与这样的实施例关联的优点可以包括减少对在设备需要进一步功能时下载数据的要求，并且这可以在如下示例中有用，在这些示例中设备被认知为具有充分容量来存储用于可能未由用户启用的功能的预编程软件。
将理解任何提到的装置/电路装置/单元/处理器除了提到的功能之外还具有其它功能并且这些功能可以由相同装置/电路装置/单元/处理器执行。一个或者多个公开的方面可以涵盖关联计算机程序和在适当载体（例如存储器、信号）上记录（可以源/转移编码）的计算机程序的电子分发。
将理解这里描述的任何“计算机”可以包括可以位于或者可以未位于相同电路板或者电路板的相同区域/位置或者甚至相同设备上的一个或者多个单独的处理器/处理单元的汇集。在一些实施例中，任何提到的处理器中的一个或者多个处理器可以分布于多个设备。相同或者不同处理器/处理单元可以执行这里描述的一个或者多个功能。
将理解术语“信令”可以是指作为系列发送和/或接收的信号而发送的一个或者多个信号。系列信号可以包括用于组成所述信令的一个、两个、三个、四个或者甚至更多个别信号分量或者不同信号。可以同时和/或依次发送/接收这些个别信号中的一些或者所有单独的信号和/或发送/接收它们使得它们在时间上相互重叠。
参照任何提到的计算机和/或处理器和存储器（例如包括ROM、CD-ROM等）的任何讨论，这些可以包括计算机处理器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）和/或已经用实现发明功能这样的方式编程的其它硬件部件。
申请人据此单独公开这里描述的每个个别特征和两个或者更多这样的特征的组合使得无论这样的特征或者特征组合是否解决这里公开的任何问题按照本领域技术人员的公知常识能够基于作为整体的本说明书实现这样的特征或者组合并且未限制权利要求的范围。申请人指明公开的方面/实施例由任何这样的个别特征或者特征组合构成。鉴于前文描述，本领域技术人员将清楚可以在公开内容的范围内进行各种修改。
尽管已经示出和描述并且指出如应用于其不同实施例的基本新颖特征，但是将理解本领域技术人员可以进行描述的设备和方法在形式和细节上的各种省略和替换以及改变而未脱离本发明的精神实质。例如清楚地旨在于以基本上相同方式执行基本上相同功能以实现相同结构的这些单元和/或方法步骤的所有组合在本发明的范围内。另外，应当认识到结合任何公开的形式或者实施例示出和/或描述的结构和/或单元和/或方法步骤可以作为一般设计选择事项而并入于任何其它的公开或者描述或者暗示的形式或者实施例中。另外，在权利要求中，装置加上功能条款旨在于覆盖如这里描述为执行记载的功能的结构并且不仅覆盖结构等效物而且覆盖等效结构。因此，虽然钉子和螺杆可能在紧固木质部分的环境中不是结构等效物，因为钉子采用圆柱形表面以将木质部分固着在一起，而螺杆采用螺旋形表面，但是钉子和螺杆可以是等效结构。

Claims (20)

1.一种装置，包括被电解质隔开的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中所述致动基体的可逆变形引起所述装置的内阻减少。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述致动基体的可逆变形增加所述至少一个电极与所述电解质之间的接触面积以引起所述内阻减少。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个电极包括在所述致动基体上或者在其内的有源材料，并且其中所述致动基体的可逆变形增加所述有源材料与所述电解质之间的接触面积以引起所述内阻减少。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述有源材料和所述电解质中的至少一项可逆地可变形。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述致动基体包括弹性体。
6.根据权利要求3所述的装置，其中所述有源材料包括以下各项中的至少一项：石墨烯、石墨烯薄片、银纳米线网、硅纳米线、碳纳米管或者金属氧化物浆料。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述电解质是聚合物电解质。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置是电池、超级电容器或者电池-电容器混成物。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述致动基体被配置用于机械致动、热致动和压电致动中的一项或者多项。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个电极包括加热元件，所述加热元件被配置用于增加所述致动基体的温度并且经由热膨胀引起所述致动基体的可逆变形。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个电极包括压电材料，并且其中所述压电材料被配置用于在暴露于施加的电场时经历可逆变形。
12.一种设备，包括根据权利要求1所述的装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述设备是以下各项中的至少一项：电子设备、便携式电子设备、便携式电信设备和用于前述设备中的任何设备的模块。
14.根据权利要求12所述的设备，其中所述设备包括用于实现致动所述致动基体的致动机构。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述至少一个电极包括加热元件，所述加热元件被配置用于增加所述致动基体的温度并且经由热膨胀引起所述致动基体的可逆变形，并且其中所述致动机构实现控制所述加热元件。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述至少一个电极包括压电材料，所述压电材料被配置用于在暴露于施加的电场时经历物理可逆变形，并且其中所述致动机构实现控制所述电场。
17.根据权利要求14所述的设备，其中所述致动机构实现机械压缩所述致动基体。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述设备包括用于维持当前机械压缩水平的锁定机构。
19.一种方法，包括：
沉积第一电极材料；
在所述第一电极材料上面沉积电解质材料；以及
在所述电解质材料上面沉积第二电极材料以形成包括被电解质隔开的第一电极和第二电极的装置，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中所述致动基体的可逆变形引起所述装置的内阻减少。
20.一种方法，包括：
提供/使用包括被电解质隔开的第一电极和第二电极的装置，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个电极包括被配置用于在致动期间经历可逆变形的致动基体，其中所述致动基体的可逆变形引起所述装置的内阻减少；以及
致动所述致动基体。
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