CN108352503A - 硅藻能量存储装置 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种能量存储装置，其可包含具有第一组多个硅藻壳的阴极，其中第一组多个硅藻壳可包含具有锰氧化物的纳米结构。能量存储装置可包含包括第二组多个硅藻壳的阳极，其中第二组多个硅藻壳可包含具有氧化锌的纳米结构。硅藻壳在至少一个表面上可具有多个纳米结构，其中多个纳米结构可包含锰氧化物。硅藻壳在至少一个表面上可具有多个纳米结构，其中多个纳米结构可包含氧化锌。用于能量存储装置的电极包含多个硅藻壳，其中多个硅藻壳中的每一者可具有形成于至少一个表面上的多个纳米结构。

Description

硅藻能量存储装置
相关申请案的交叉引用
本申请案主张2015年6月22日申请的美国专利申请案第14/745,709号的优先权，其为名称为“硅藻能量存储装置(Diatomaceous Energy Storage Devices)”的2014年1月22日申请的美国专利申请案第14/161,658号的部分接续申请案，其主张名称为“高表面积纳米多孔能量存储装置(High Surface Area Nanoporous Energy Storage Devices)”的2013年8月5日申请的美国临时专利申请案第61/862,469号的权益，且其为名称为“硅藻能量存储装置(Diatomaceous Energy Storage Devices)”的2013年7月17日申请的美国专利申请案第13/944,211号的部分接续申请案，其主张名称为“硅藻能量存储装置(Diatomaceous Energy Storage Devices)”的2013年1月9日申请的美国临时专利申请案第61/750,757号及名称为“硅藻能量存储装置(Diatomaceous Energy Storage Devices)”的2012年7月18日申请的美国临时专利申请案第61/673,149号的权益，其中的每一者均以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
技术领域
本申请案涉及能量存储装置，且尤其涉及包括硅藻的硅藻壳的能量存储装置。
相关技术描述
硅藻典型地包含单细胞真核生物，诸如单细胞海藻。硅藻在自然界中大量存在且可见于淡水与海洋环境中。一般而言，硅藻通过硅藻壳封闭，硅藻壳具有经由包括环带元件(girdle element)的连接区配合在一起的两个壳(valve)。硅藻土(Diatomaceous earth)，有时称为硅藻土(diatomite)，可为硅藻壳的来源。硅藻土包括化石化硅藻壳且可用于多种不同应用，包含作为过滤剂、用于油漆或塑胶的填充剂、吸附剂、猫砂或研磨材料。
硅藻壳通常包括大量二氧化硅(SiO2)以及氧化铝、氧化铁、氧化钛、磷酸盐、石灰石、钠和/或钾。硅藻壳典型地为电绝缘的。硅藻壳可包括多种尺寸、表面特征、形状以及其他属性。举例而言，硅藻壳可包括不同形状，包含(但不限于)圆柱体、球体、盘状或棱柱状。硅藻壳包括对称形状或不对称形状。硅藻可根据硅藻壳的形状和/或对称性分类，例如根据存在或缺乏径向对称性将硅藻分组。硅藻壳可包括在小于约一微米至约数百微米范围内的尺寸。硅藻壳亦可包括不同孔隙度，具有许多孔或缝隙。硅藻壳的孔或缝隙的形状、大小和/或密度可不同。举例而言，硅藻壳可包括尺寸为约5纳米至约1000纳米的孔。
硅藻壳可例如因硅藻壳的尺寸、硅藻壳形状、孔隙度和/或材料组成而包括显著机械强度或抗剪应力。
发明内容
能量存储装置，诸如电池(例如可再充电电池)、燃料电池、电容器和/或超级电容器(例如双电层电容器(electric double-layer capacitor，EDLC)、假电容器、对称电容器)可使用嵌入于能量存储装置的至少一个层中的硅藻壳制成。硅藻壳可分选为具有所选形状、尺寸、孔隙度、材料、表面特征和/或另一适合硅藻壳属性，所述各属性可为均匀或大体上均匀的或可发生变化。硅藻壳可包含硅藻壳表面改质结构和/或材料。能量存储装置可包含诸如电极、隔膜和/或集电体的层。举例而言，隔膜可安置于第一电极与第二电极之间，第一集电体可与第一电极耦接，且第二集电体可与第二电极耦接。隔膜、第一电极以及第二电极中的至少一者可包含硅藻壳。能量存储装置的至少一部分中包含硅藻壳可有助于使用印刷技术制造能量存储装置，所述印刷技术包含网版印刷、辊对辊印刷、喷墨印刷和/或另一适合印刷方法。硅藻壳可为能量存储装置层提供结构支撑且有助于能量存储装置层在制造和/或使用期间维持均匀或大体上均匀的厚度。多孔硅藻壳可使电子或离子物质无阻碍或大体上无阻碍地流动。包含表面结构或材料的硅藻壳可增加层的导电性。
在一些实施例中，印刷能量存储装置包括第一电极、第二电极以及第一电极与第二电极之间的隔膜。第一电极、第二电极以及隔膜中的至少一者包含硅藻壳。
在一些实施例中，隔膜包含硅藻壳。在一些实施例中，第一电极包含硅藻壳。在一些实施例中，隔膜及第一电极包含硅藻壳。在一些实施例中，第二电极包含硅藻壳。在一些实施例中，隔膜及第二电极包含硅藻壳。在一些实施例中，第一电极及第二电极包含硅藻壳。在一些实施例中，隔膜、第一电极以及第二电极中包含硅藻壳。
在一些实施例中，硅藻壳具有大体上均匀的特性。在一些实施例中，特性包括形状，例如包含圆柱、球体、盘或棱柱。在一些实施例中，特性包括尺寸，例如包含直径、长度或最长轴。在一些实施例中，特性包括孔隙度。在一些实施例中，特性包括机械强度。
在一些实施例中，硅藻壳包括表面改质结构。在一些实施例中，表面改质结构包含导电材料。在一些实施例中，导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。在一些实施例中，表面改质结构包含氧化锌(ZnO)。在一些实施例中，表面改质结构包括半导体。在一些实施例中，半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。在一些实施例中，表面改质结构包括纳米线、纳米粒子以及具有丛生叶形状的结构中的至少一者。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的外表面上。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的内表面上。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的内表面及外表面上。
在一些实施例中，硅藻壳包括表面改质材料。在一些实施例中，表面改质材料包括导电材料。在一些实施例中，表面改质材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。在一些实施例中，表面改质材料包含ZnO。在一些实施例中，表面改质材料包含半导体。在一些实施例中，半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的外表面上。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的内表面上。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的内表面及外表面上。
在一些实施例中，第一电极包括导电填充剂。在一些实施例中，第二电极包括导电填充剂。在一些实施例中，第一电极及第二电极包括导电填充剂。在一些实施例中，导电填充剂包括石墨碳。在一些实施例中，导电填充剂包括石墨烯。在一些实施例中，导电填充剂包括碳纳米管。
在一些实施例中，第一电极包括黏着性材料。在一些实施例中，第二电极包括黏着性材料。在一些实施例中，第一电极及第二电极包括黏着性材料。在一些实施例中，隔膜包括黏着性材料。在一些实施例中，第一电极及隔膜包括黏着性材料。在一些实施例中，第二电极及隔膜包括黏着性材料。在一些实施例中，第一电极、第二电极及隔膜包括黏着性材料。在一些实施例中，黏着性材料包括聚合物。
在一些实施例中，隔膜包括电解质。在一些实施例中，电解质包括离子液体、酸、碱以及盐中的至少一者。在一些实施例中，电解质包括电解凝胶。
在一些实施例中，装置包括与第一电极电连通的第一集电体。在一些实施例中，装置包括与第二电极电连通的第二集电体。在一些实施例中，装置包括与第一电极电连通的第一集电体及与第二电极电连通的第二集电体。
在一些实施例中，印刷能量存储装置包括电容器。在一些实施例中，印刷能量存储装置包括超级电容器。在一些实施例中，印刷能量存储装置包括电池。
在一些实施例中，系统包括多个彼此向上堆叠的如本文所述的印刷能量存储装置。在一些实施例中，电装置包括本文所述的印刷能量存储装置或系统。
在一些实施例中，用于印刷能量存储装置的膜包括硅藻壳。
在一些实施例中，硅藻壳具有大体上均匀的特性。在一些实施例中，特性包括形状，例如包含圆柱、球体、盘或棱柱。在一些实施例中，特性包括尺寸，例如包含直径、长度或最长轴。在一些实施例中，特性包括孔隙度。在一些实施例中，特性包括机械强度。
在一些实施例中，硅藻壳包括表面改质结构。在一些实施例中，表面改质结构包含导电材料。在一些实施例中，导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。在一些实施例中，表面改质结构包含氧化锌(ZnO)。在一些实施例中，表面改质结构包括半导体。在一些实施例中，半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。在一些实施例中，表面改质结构包括纳米线、纳米粒子以及具有丛生叶形状的结构中的至少一者。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的外表面上。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的内表面上。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的内表面及外表面上。
在一些实施例中，硅藻壳包括表面改质材料。在一些实施例中，表面改质材料包括导电材料。在一些实施例中，表面改质材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。在一些实施例中，表面改质材料包含ZnO。在一些实施例中，表面改质材料包含半导体。在一些实施例中，半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的外表面上。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的内表面上。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的内表面及外表面上。
在一些实施例中，膜更包括导电填充剂。在一些实施例中，导电填充剂包括石墨碳。在一些实施例中，导电填充剂包括石墨烯。
在一些实施例中，膜更包括黏着性材料。在一些实施例中，黏着性材料包括聚合物。
在一些实施例中，膜更包括电解质。在一些实施例中，电解质包括离子液体、酸、碱以及盐中的至少一者。在一些实施例中，电解质包括电解凝胶。
在一些实施例中，能量存储装置包括如本文所述的膜。在一些实施例中，印刷能量存储装置包括电容器。在一些实施例中，印刷能量存储装置包括超级电容器。在一些实施例中，印刷能量存储装置包括电池。在一些实施例中，系统包括多个彼此向上堆叠的如本文所述的能量存储装置。在一些实施例中，电装置包括本文所述的印刷能量存储装置或系统。
在一些实施例中，制造印刷能量存储装置的方法包括形成第一电极、形成第二电极以及在第一电极与第二电极之间形成隔膜。第一电极、第二电极以及隔膜中的至少一者包含硅藻壳。
在一些实施例中，隔膜包含硅藻壳。在一些实施例中，形成隔膜包含形成硅藻壳的分散液。在一些实施例中，形成隔膜包含将隔膜网版印刷。在一些实施例中，形成隔膜包含形成硅藻壳膜。在一些实施例中，形成隔膜包含将包含隔膜的膜辊对辊印刷。
在一些实施例中，第一电极包含硅藻壳。在一些实施例中，形成第一电极包含形成硅藻壳的分散液。在一些实施例中，形成第一电极包含将第一电极网版印刷。在一些实施例中，形成第一电极包含形成硅藻壳膜。在一些实施例中，形成第一电极包含将包含第一电极的膜辊对辊印刷。
在一些实施例中，第二电极包含硅藻壳。在一些实施例中，形成第二电极包含形成硅藻壳的分散液。在一些实施例中，形成第二电极包含将第二电极网版印刷。在一些实施例中，形成第二电极包含形成硅藻壳膜。在一些实施例中，形成第二电极包含将包含第二电极的膜辊对辊印刷。
在一些实施例中，所述方法更包括根据特性分选硅藻壳。在一些实施例中，所述特性包括形状、尺寸、材料以及孔隙度中的至少一者。
在一些实施例中，墨水包括溶液及分散于溶液中的硅藻壳。
在一些实施例中，硅藻壳具有大体上均匀的特性。在一些实施例中，特性包括形状，例如包含圆柱、球体、盘或棱柱。在一些实施例中，特性包括尺寸，例如包含直径、长度或最长轴。在一些实施例中，特性包括孔隙度。在一些实施例中，特性包括机械强度。
在一些实施例中，硅藻壳包括表面改质结构。在一些实施例中，表面改质结构包含导电材料。在一些实施例中，导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。在一些实施例中，表面改质结构包含氧化锌(ZnO)。在一些实施例中，表面改质结构包括半导体。在一些实施例中，半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。在一些实施例中，表面改质结构包括纳米线、纳米粒子以及具有丛生叶形状的结构中的至少一者。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的外表面上。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的内表面上。在一些实施例中，表面改质结构位于硅藻壳的内表面及外表面上。
在一些实施例中，硅藻壳包括表面改质材料。在一些实施例中，表面改质材料包括导电材料。在一些实施例中，表面改质材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。在一些实施例中，表面改质材料包含ZnO。在一些实施例中，表面改质材料包含半导体。在一些实施例中，半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的外表面上。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的内表面上。在一些实施例中，表面改质材料位于硅藻壳的内表面及外表面上。
在一些实施例中，墨水更包括导电填充剂。在一些实施例中，导电填充剂包括石墨碳。在一些实施例中，导电填充剂包括石墨烯。
在一些实施例中，墨水更包括黏着性材料。在一些实施例中，黏着性材料包括聚合物。
在一些实施例中，墨水更包括电解质。在一些实施例中，电解质包括离子液体、酸、碱以及盐中的至少一者。在一些实施例中，电解质包括电解凝胶。
在一些实施例中，装置包括本文所述的墨水中的至少一者。在一些实施例中，装置包括印刷能量存储装置。在一些实施例中，印刷能量存储装置包括电容器。在一些实施例中，印刷能量存储装置包括超级电容器。在一些实施例中，印刷能量存储装置包括电池。
提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中。可移除有机污染物及无机污染物中的至少一者。提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括将多个硅藻的硅藻壳部分分散于界面活性剂中，所述界面活性剂会降低多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。所述方法可包括使用盘式堆叠离心机提取具有至少一个共同特征(commoncharacteristic)的多个硅藻的硅藻壳部分。
在一些实施例中，至少一个共同特征可包含尺寸、形状、材料以及破碎程度中的至少一者。尺寸可包含长度及直径中的至少一者。
在一些实施例中，固体混合物可包括多个硅藻的硅藻壳部分。提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括减小固体混合物的粒子尺寸。减小固体混合物的粒子尺寸可在将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中之前进行。在一些实施例中，减小粒子尺寸可包括将固体混合物研磨。将固体混合物研磨可包含对固体混合物施用研钵及研杵、罐磨机以及碎石机中的至少一者。
在一些实施例中，可提取固体混合物的具有最长组分尺寸的组分，所述最长组分尺寸大于多个硅藻的硅藻壳部分的最长硅藻壳部分尺寸。提取固体混合物的组分可包括筛分固体混合物。筛分固体混合物可包括用筛孔尺寸约15微米至约25微米的筛网加工固体混合物。筛分固体混合物可包括用筛孔尺寸约10微米至约25微米的筛网加工固体混合物。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括分选多个硅藻的硅藻壳部分以分离第一硅藻的硅藻壳部分与第二硅藻的硅藻壳部分，所述第一硅藻的硅藻壳部分具有较大的最长尺寸。举例而言，第一硅藻的硅藻壳部分可包括多个完整硅藻的硅藻壳部分。第二硅藻的硅藻壳部分可包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
在一些实施例中，分选多个硅藻的硅藻壳部分可包括将多个硅藻的硅藻壳部分过滤。过滤可包括干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括搅拌。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括振荡。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括鼓泡。
过滤可包含将筛网施用于多个硅藻的硅藻壳部分。举例而言，筛网可具有约5微米至约10微米，包含约7微米的筛孔尺寸。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包含获得经洗涤的硅藻的硅藻壳部分。获得经洗涤的硅藻的硅藻壳部分可包括在移除有机污染物及无机污染物中的至少一者之后用清洁溶剂洗涤多个硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，获得经洗涤的硅藻的硅藻壳部分可包括用清洁溶剂洗涤具有至少一个共同特征的硅藻的硅藻壳部分。
可移除清洁溶剂。举例而言，移除清洁溶剂可包括在移除有机污染物及无机污染物中的至少一者之后使多个硅藻的硅藻壳部分沉降。举例而言，移除清洁溶剂可包括使具有至少一个共同特征的多个硅藻的硅藻壳部分沉降。使多个硅藻的硅藻壳部分沉降可包括离心。在一些实施例中，离心可包括应用适用于大规模加工的离心机。在一些实施例中，离心可包括应用盘式堆叠离心机、倾析离心机以及管碗式离心机中的至少一者。
在一些实施例中，分散溶剂及清洁溶剂中的至少一者可包括水。
在一些实施例中，将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中及将多个硅藻的硅藻壳部分分散于界面活性剂中的至少一者可包括音波处理多个硅藻的硅藻壳。
界面活性剂可包括阳离子界面活性剂。举例而言，阳离子界面活性剂可包括以下各者中的至少一者：苯扎氯铵、溴化十六烷基三甲基铵、月桂基甲基葡萄糖聚醚-10羟丙基二甲基氯化铵、苄索氯铵、苄索氯铵、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷(bronidox)、氯化二甲基二十八烷基铵以及氢氧化四甲基铵。
界面活性剂可包括非离子界面活性剂。举例而言，非离子界面活性剂可包括以下各者中的至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇单十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物(Triton X-100TM)、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆(poloxamer)。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可在将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中之前进行。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可在将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中之后进行。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可与将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中至少部分同步。添加剂组分可包含氯化钾、氯化铵、氢氧化铵以及氢氧化钠中的至少一者。
在一些实施例中，将多个硅藻的硅藻壳部分分散可包括获得包括约1重量％至约5重量％的多个硅藻的硅藻壳部分的分散液。
在一些实施例中，移除有机污染物可包括在漂白剂存在下加热多个硅藻的硅藻壳部分。漂白剂可包含过氧化氢及硝酸中的至少一者。加热多个硅藻的硅藻壳部分可包括于包括量在约10容积百分比至约20容积百分比范围内的过氧化氢的溶液中加热多个硅藻的硅藻壳部分。加热多个硅藻的硅藻壳部分可包括加热多个硅藻的硅藻壳部分维持约5分钟至约15分钟。
在一些实施例中，移除有机污染物可包括将多个硅藻的硅藻壳部分退火。在一些实施例中，移除无机污染物可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者。组合多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者可包含于包括约15容积百分比至约25容积百分比的盐酸的溶液中混合多个硅藻的硅藻壳部分。举例而言，混合可持续约20分钟至约40分钟。
提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包含使用盘式堆叠离心机提取具有至少一个共同特征的多个硅藻的硅藻壳部分。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中。在一些实施例中，所述方法可包括移除有机污染物及无机污染物中的至少一者。在一些实施例中，所述方法可包括将多个硅藻的硅藻壳部分分散于界面活性剂中，所述界面活性剂会降低多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。
至少一个共同特征可包含尺寸、形状、材料以及破碎程度中的至少一者。尺寸可包含长度及直径中的至少一者。
在一些实施例中，固体混合物可包括多个硅藻的硅藻壳部分。提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括减小固体混合物的粒子尺寸。减小固体混合物的粒子尺寸可在将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中之前进行。在一些实施例中，减小粒子尺寸可包括将固体混合物研磨。将固体混合物研磨可包含对固体混合物施用研钵及研杵、罐磨机以及碎石机中的至少一者。
在一些实施例中，可提取固体混合物的具有最长组分尺寸的组分，所述最长组分尺寸大于多个硅藻的硅藻壳部分的最长硅藻壳部分尺寸。提取固体混合物的组分可包括筛分固体混合物。筛分固体混合物可包括用筛孔尺寸约15微米至约25微米的筛网加工固体混合物。筛分固体混合物可包括用筛孔尺寸约10微米至约25微米的筛网加工固体混合物。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括分选多个硅藻的硅藻壳部分以分离第一硅藻的硅藻壳部分与第二硅藻的硅藻壳部分，所述第一硅藻的硅藻壳部分具有较大最长尺寸。举例而言，第一硅藻的硅藻壳部分可包括多个完整硅藻的硅藻壳部分。第二硅藻的硅藻壳部分可包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
在一些实施例中，分选多个硅藻的硅藻壳部分可包括将多个硅藻的硅藻壳部分过滤。过滤可包括干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括搅拌。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括振荡。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括鼓泡。
过滤可包含将筛网施用于多个硅藻的硅藻壳部分。举例而言，筛网可具有约5微米至约10微米，包含约7微米的筛孔尺寸。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包含获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分。获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分可包括在移除有机污染物及无机污染物中的至少一者之后用清洁溶剂洗涤多个硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分可包括用清洁溶剂洗涤具有至少一个共同特征的硅藻的硅藻壳部分。
可移除清洁溶剂。举例而言，移除清洁溶剂可包括在移除有机污染物及无机污染物中的至少一者之后使多个硅藻的硅藻壳部分沉降。举例而言，移除清洁溶剂可包括使具有至少一个共同特征的多个硅藻的硅藻壳部分沉降。使多个硅藻的硅藻壳部分沉降可包括离心。在一些实施例中，离心可包括应用适用于大规模加工的离心机。在一些实施例中，离心可包括应用盘式堆叠离心机、倾析离心机以及管碗式离心机中的至少一者。
在一些实施例中，分散溶剂及清洁溶剂中的至少一者可包括水。
在一些实施例中，将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中及将多个硅藻的硅藻壳部分分散于界面活性剂中的至少一者可包括音波处理多个硅藻的硅藻壳。
界面活性剂可包括阳离子界面活性剂。举例而言，阳离子界面活性剂可包括以下各者中的至少一者：苯扎氯铵、溴化十六烷基三甲基铵、月桂基甲基葡萄糖聚醚-10羟丙基二甲基氯化铵、苄索氯铵、苄索氯铵、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷、氯化二甲基二十八烷基铵以及氢氧化四甲基铵。
界面活性剂可包括非离子界面活性剂。举例而言，非离子界面活性剂可包括以下各者中的至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇单十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物(Triton X-100TM)、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可在将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中之前进行。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可在将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中之后进行。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可与将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中至少部分同步。添加剂组分可包含氯化钾、氯化铵、氢氧化铵以及氢氧化钠中的至少一者。
在一些实施例中，将多个硅藻的硅藻壳部分分散可包括获得包括约1重量％至约5重量％的多个硅藻的硅藻壳部分的分散液。
在一些实施例中，移除有机污染物可包括在漂白剂存在下加热多个硅藻的硅藻壳部分。漂白剂可包含过氧化氢及硝酸中的至少一者。加热多个硅藻的硅藻壳部分可包括于包括量在约10容积百分比至约20容积百分比范围内的过氧化氢的溶液中加热多个硅藻的硅藻壳部分。加热多个硅藻的硅藻壳部分可包括加热多个硅藻的硅藻壳部分维持约5分钟至约15分钟。
在一些实施例中，移除有机污染物可包括将多个硅藻的硅藻壳部分退火。在一些实施例中，移除无机污染物可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者。组合多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者可包含于包括约15容积百分比至约25容积百分比的盐酸的溶液中混合多个硅藻的硅藻壳部分。举例而言，混合可持续约20分钟至约40分钟。
提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包含将多个硅藻的硅藻壳部分与界面活性剂分散，所述界面活性剂会降低多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。
提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包含使用盘式堆叠离心机提取具有至少一个共同特征的多个硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中。在一些实施例中，可移除有机污染物及无机污染物中的至少一者。
在一些实施例中，至少一个共同特征可包含尺寸、形状、材料以及破碎程度中的至少一者。尺寸可包含长度及直径中的至少一者。
在一些实施例中，固体混合物可包括多个硅藻的硅藻壳部分。提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括减小固体混合物的粒子尺寸。减小固体混合物的粒子尺寸可在将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中之前进行。在一些实施例中，减小粒子尺寸可包括将固体混合物研磨。将固体混合物研磨可包含对固体混合物施用研钵及研杵、罐磨机以及碎石机中的至少一者。
在一些实施例中，可提取固体混合物的具有最长组分尺寸的组分，所述最长组分尺寸大于多个硅藻的硅藻壳部分的最长硅藻壳部分尺寸。提取固体混合物的组分可包括筛分固体混合物。筛分固体混合物可包括用筛孔尺寸约15微米至约25微米的筛网加工固体混合物。筛分固体混合物可包括用筛孔尺寸约10微米至约25微米的筛网加工固体混合物。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括分选多个硅藻的硅藻壳部分以分离第一硅藻的硅藻壳部分与第二硅藻的硅藻壳部分，所述第一硅藻的硅藻壳部分具有较大最长尺寸。举例而言，第一硅藻的硅藻壳部分可包括多个完整硅藻的硅藻壳部分。第二硅藻的硅藻壳部分可包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
在一些实施例中，分选多个硅藻的硅藻壳部分可包括将多个硅藻的硅藻壳部分过滤。过滤可包括干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括搅拌。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括振荡。在一些实施例中，干扰多个硅藻的硅藻壳部分的聚结可包括鼓泡。
过滤可包含将筛网施用于多个硅藻的硅藻壳部分。举例而言，筛网可具有约5微米至约10微米，包含约7微米的筛孔尺寸。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包含获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分。获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分可包括在移除有机污染物及无机污染物中的至少一者之后用清洁溶剂洗涤多个硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分可包括用清洁溶剂洗涤具有至少一个共同特征的硅藻的硅藻壳部分。
可移除清洁溶剂。举例而言，移除清洁溶剂可包括在移除有机污染物及无机污染物中的至少一者之后使多个硅藻的硅藻壳部分沉降。举例而言，移除清洁溶剂可包括使具有至少一个共同特征的多个硅藻的硅藻壳部分沉降。使多个硅藻的硅藻壳部分沉降可包括离心。在一些实施例中，离心可包括应用适用于大规模加工的离心机。在一些实施例中，离心可包括应用盘式堆叠离心机、倾析离心机以及管碗式离心机中的至少一者。
在一些实施例中，分散溶剂及清洁溶剂中的至少一者可包括水。
在一些实施例中，将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中及将多个硅藻的硅藻壳部分分散于界面活性剂中的至少一者可包括音波处理多个硅藻的硅藻壳。
界面活性剂可包括阳离子界面活性剂。举例而言，阳离子界面活性剂可包括以下各者中的至少一者：苯扎氯铵、溴化十六烷基三甲基铵、月桂基甲基葡萄糖聚醚-10羟丙基二甲基氯化铵、苄索氯铵、苄索氯铵、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷、氯化二甲基二十八烷基铵以及氢氧化四甲基铵。
界面活性剂可包括非离子界面活性剂。举例而言，非离子界面活性剂可包括以下各者中的至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇单十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物(Triton X-100TM)、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。
在一些实施例中，提取硅藻的硅藻壳部分的方法可包括将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可在将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中之前。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可在将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中之后。将多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中可与将多个硅藻的硅藻壳分散于界面活性剂中至少部分同步。添加剂组分可包含氯化钾、氯化铵、氢氧化铵以及氢氧化钠中的至少一者。
在一些实施例中，将多个硅藻的硅藻壳部分分散可包括获得包括约1重量％至约5重量％的多个硅藻的硅藻壳部分的分散液。
在一些实施例中，移除有机污染物可包括在漂白剂存在下加热多个硅藻的硅藻壳部分。漂白剂可包含过氧化氢及硝酸中的至少一者。加热多个硅藻的硅藻壳部分可包括于包括量在约10容积百分比至约20容积百分比范围内的过氧化氢的溶液中加热多个硅藻的硅藻壳部分。加热多个硅藻的硅藻壳部分可包括加热多个硅藻的硅藻壳部分维持约5分钟至约15分钟。
在一些实施例中，移除有机污染物可包括将多个硅藻的硅藻壳部分退火。在一些实施例中，移除无机污染物可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者。组合多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者可包含于包括约15容积百分比至约25容积百分比的盐酸的溶液中混合多个硅藻的硅藻壳部分。举例而言，混合可持续约20分钟至约40分钟。
于硅藻的硅藻壳部分上形成银纳米结构的方法可包含于硅藻的硅藻壳部分的表面上形成银晶种层。所述方法可包含于晶种层上形成纳米结构。
在一些实施例中，纳米结构可包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。在一些实施例中，纳米结构可包括银。
形成银晶种层可包括将循环加热方案应用于第一银贡献组分及硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，应用循环加热方案可包括应用循环微波功率。应用循环微波功率可包括使微波功率在约100瓦特与500瓦特之间交替。举例而言，交替可包括使微波功率每分钟进行交替。在一些实施例中，交替可包括使微波功率交替持续约30分钟。在一些实施例中，交替可包括使微波功率交替持续约20分钟至约40分钟。
在一些实施例中，形成银晶种层可包括组合硅藻的硅藻壳部分与晶种层溶液。晶种层溶液可包含第一银贡献组分及晶种层还原剂。举例而言，晶种层还原剂可为晶种层溶剂。在一些实施例中，晶种层还原剂及晶种层溶剂可包括聚乙二醇。
在一些实施例中，晶种层溶液可包括第一银贡献组分、晶种层还原剂以及晶种层溶剂。
形成银晶种层可包括混合硅藻的硅藻壳部分与晶种层溶液。在一些实施例中，混合可包括超音波处理。
在一些实施例中，晶种层还原剂可包括N,N-二甲基甲酰胺，第一银贡献组分可包括硝酸银，且晶种层溶剂可包括水及聚乙烯吡咯啶酮中的至少一者。
形成纳米结构可包括组合硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂。在一些实施例中，形成纳米结构可更包含在组合硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂之后加热硅藻的硅藻壳部分。举例而言，加热可包括加热至约120℃至约160℃的温度。
在一些实施例中，形成纳米结构可包含用包括纳米结构形成溶剂及第二银贡献组分的滴定溶液滴定硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，形成纳米结构可包括在用滴定溶液滴定硅藻的硅藻壳部分之后混合。
在一些实施例中，晶种层还原剂及纳米结构形成还原剂中的至少一者可包括以下各者中的至少一者：肼、甲醛、葡萄糖、酒石酸钠、草酸、甲酸、抗坏血酸以及乙二醇。
在一些实施例中，第一银贡献组分及第二银贡献组分中的至少一者可包括银盐及氧化银中的至少一者。举例而言，银盐可包含以下各者中的至少一者：硝酸银及含氨硝酸银、氯化银(AgCl)、氰化银(AgCN)、四氟硼酸银、六氟磷酸银以及乙基硫酸银。
形成纳米结构可在环境中进行以减少氧化物形成。举例而言，环境可包括在氩气氛围下。
在一些实施例中，晶种层溶剂及纳米结构形成溶剂中的至少一者可包括以下各者中的至少一者：丙二醇、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、辛醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氢糠醇(tetrahydrofurfuryl alcohol；THFA)、环己醇、环戊醇、萜品醇、丁内酯；甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚、聚醚、二酮、环己酮、环戊酮、环庚酮、环辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙酰基丙酮、苯乙酮、环丙酮、异佛尔酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯、碳酸丙二酯、丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇醚、二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驱蚊醇、对薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氢呋喃(tetrahydrofuran；THF)、二甲基甲酰胺(dimethylformamide；DMF)、N-甲基甲酰胺(N-methyl formamide；NMF)、二甲亚砜(dimethylsulfoxide；DMSO)、亚硫酰氯以及硫酰氯。
硅藻的硅藻壳部分可包括破裂硅藻的硅藻壳部分。硅藻的硅藻壳部分可包括完整硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，硅藻的硅藻壳部分可经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。举例而言，所述方法可包括使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
于硅藻的硅藻壳部分上形成氧化锌纳米结构的方法可包含于硅藻的硅藻壳部分的表面上形成氧化锌晶种层。所述方法可包括于氧化锌晶种层上形成纳米结构。
在一些实施例中，纳米结构可包括在一些实施例中，纳米结构可包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。在一些实施例中，纳米结构可包括氧化锌。
形成氧化锌晶种层可包括加热第一锌贡献组分及硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，加热第一锌贡献组分及硅藻的硅藻壳部分可包括加热至约175℃至约225℃范围内的温度。
在一些实施例中，形成纳米结构可包括在包括第二锌贡献组分的纳米结构形成溶液存在下将加热方案应用于具有氧化锌晶种层的硅藻的硅藻壳部分。加热方案可包括加热至纳米结构形成温度。举例而言，纳米结构形成温度可为约80℃至约100℃。在一些实施例中，加热可持续约一至约三小时。在一些实施例中，加热方案可包括应用循环加热程序。举例而言，循环加热程序可包含将微波加热应用于具有氧化锌晶种层的硅藻的硅藻壳部分维持加热持续时间且接着将微波加热关闭维持冷却持续时间，达到总循环加热持续时间。在一些实施例中，加热持续时间可为约1分钟至约5分钟。在一些实施例中，冷却持续时间可为约30秒至约5分钟。总循环加热持续时间可为约5分钟至约20分钟。应用微波加热可包含应用约480瓦特至约520瓦特的微波功率，包含约80瓦特至约120瓦特的微波功率。
在一些实施例中，第一锌贡献组分及第二锌贡献组分中的至少一者可包括以下各者中的至少一者：乙酸锌、乙酸锌水合物、硝酸锌、硝酸锌六水合物、氯化锌、硫酸锌以及锌酸钠。
在一些实施例中，纳米结构形成溶液可包含碱。举例而言，碱可包括以下各者中的至少一者：氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化四甲基铵、氢氧化锂、六亚甲基四胺、氨溶液、碳酸钠以及乙二胺。
在一些实施例中，形成纳米结构可包括添加添加剂组分。添加剂组分可包含以下各者中的至少一者：三丁胺、三乙胺、三乙醇胺、二异丙胺、磷酸铵、1,6-己二醇、三乙基二乙醇(triethyldiethylnol)、异丙胺、环己胺、正丁胺、氯化铵、六亚甲基四胺、乙二醇、乙醇胺(ethanoamine)、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵以及尿素。
在一些实施例中，纳米结构形成溶液及氧化锌晶种层形成溶液中的至少一者可包括溶剂，所述溶剂包括以下各者中的至少一者：丙二醇、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、辛醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氢糠醇(THFA)、环己醇、环戊醇、萜品醇、丁内酯；甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚、聚醚、二酮、环己酮、环戊酮、环庚酮、环辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙酰基丙酮、苯乙酮、环丙酮、异佛尔酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯、碳酸丙二酯、丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇醚、二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驱蚊醇、对薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基甲酰胺(NMF)、二甲亚砜(DMSO)、亚硫酰氯以及硫酰氯。
硅藻的硅藻壳部分可包括破裂硅藻的硅藻壳部分。硅藻的硅藻壳部分可包括完整硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，硅藻的硅藻壳部分可经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。举例而言，所述方法可包括使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
于硅藻的硅藻壳部分上形成碳纳米结构的方法可包含于硅藻的硅藻壳部分的表面上形成金属晶种层。所述方法可包含于晶种层上形成碳纳米结构。
在一些实施例中，碳纳米结构可包括碳纳米管。碳纳米管可包括单壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的至少一者。
在一些实施例中，形成金属晶种层可包括喷涂硅藻的硅藻壳部分的表面。在一些实施例中，形成金属晶种层可包括将硅藻的硅藻壳部分的表面引入至包括金属的液体、包括金属的气体以及包括金属的固体中的至少一者中。
在一些实施例中，形成碳纳米结构可包括使用化学气相沉积(chemical vapordeposition；CVD)。形成碳纳米结构可包括在使硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成碳气体之后，使硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成还原气体。形成碳纳米结构可包括在使硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成碳气体之前，使硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成还原气体。在一些实施例中，形成碳纳米结构包括使硅藻的硅藻壳部分暴露于包括纳米结构形成还原气体及纳米结构形成碳气体的纳米结构形成混合气体。纳米结构形成混合气体可包含惰性气体。举例而言，惰性气体可为氩气。
在一些实施例中，金属可包括以下各者中的至少一者：镍、铁、钴、钴-钼(molibdenium)双金属、铜、金、银、铂、钯、锰、铝、镁、铬、锑、铝-铁-钼(Al/Fe/Mo)、五羰基铁(Fe(CO)5)、硝酸铁(III)六水合物(Fe(NO3)3·6H2O)、氯化钴(II)六水合物(CoCl2·6H2O)、钼酸铵四水合物((NH4)6Mo7O24·4H2O)、二氯二氧化钼(VI)MoO2Cl2以及氧化铝纳米细粉。
在一些实施例中，纳米结构形成还原气体可包括氨气、氮气以及氢气中的至少一者。纳米结构形成碳气体可包括乙炔、乙烯、乙醇、甲烷、碳氧化物以及苯中的至少一者。
在一些实施例中，形成金属晶种层可包括形成银晶种层。形成银晶种层可包括于硅藻的硅藻壳部分的表面上形成银纳米结构。
硅藻的硅藻壳部分可包括破裂硅藻的硅藻壳部分。硅藻的硅藻壳部分可包括完整硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，硅藻的硅藻壳部分可经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。举例而言，所述方法可包括使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
制造银墨水的方法可包含组合紫外光敏感性组分及多个硅藻的硅藻壳部分，于所述多个硅藻的硅藻壳部分的表面上具有银纳米结构，所述表面包括多个孔洞。
在一些实施例中，制造银墨水的方法可包括于多个硅藻的硅藻壳部分的表面上形成银晶种层。在一些实施例中，所述方法可包含于晶种层上形成银纳米结构。
多个硅藻的硅藻壳部分可包含多个破裂硅藻的硅藻壳部分。多个硅藻的硅藻壳部分可包含多个硅藻的硅藻壳薄片。
在一些实施例中，银墨水可以固化之后厚度为约5微米至约15微米的层沉积。在一些实施例中，多个孔洞中的至少一者的直径为约250纳米至约350纳米。在一些实施例中，银纳米结构可包括约10纳米至约500纳米的厚度。银墨水可包括约50重量％至约80重量％范围内的量的硅藻的硅藻壳。
形成银晶种层可包含于表面上在多个孔洞内形成银晶种层以形成多个银晶种镀敷的孔洞。形成银晶种层可包含于多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面上形成银晶种层。
在一些实施例中，形成银纳米结构可包括于多个孔洞内的表面上形成银纳米结构以形成多个银纳米结构镀敷的孔洞。形成银纳米结构可包括于多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面上形成银纳米结构。
在一些实施例中，紫外光敏感性组分可对波长比多个孔洞的尺寸短的光学辐射敏感。紫外光敏感性组分可对波长比多个银晶种镀敷孔洞及多个银纳米结构镀敷孔洞中的至少一者的尺寸短的光学辐射敏感。
在一些实施例中，组合多个硅藻的硅藻壳部分与紫外光敏感性组分可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与光起始增效剂。举例而言，光起始增效剂可包括以下各者中的至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
在一些实施例中，组合多个硅藻的硅藻壳部分与紫外光敏感性组分可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与光起始剂。光起始剂可包含2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基-1-丙酮及异丙基硫杂蒽酮中的至少一者。
在一些实施例中，组合多个硅藻的硅藻壳部分与紫外光敏感性组分可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与极性乙烯系单体。举例而言，极性乙烯系单体可包含N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己内酰胺中的至少一者。
制造银墨水的方法可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与流变改质剂。在一些实施例中，制造银墨水的方法可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与交联剂。在一些实施例中，所述方法可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与助流匀剂。在一些实施例中，所述方法可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与黏着促进剂、润湿剂以及降黏剂中的至少一者。
银纳米结构可包含以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
在一些实施例中，形成银晶种层可包括将循环加热方案应用于第一银贡献组分及多个硅藻的硅藻壳部分。
形成银晶种层可包括组合硅藻的硅藻壳部分与晶种层溶液。举例而言，晶种层溶液可包括第一银贡献组分及晶种层还原剂。
形成银纳米结构可包括组合硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂。在一些实施例中，形成银纳米结构可包括在组合硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂之后加热硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，形成银纳米结构可包括用滴定溶液滴定硅藻的硅藻壳部分，所述滴定溶液包括纳米结构形成溶剂及第二银贡献组分。
在一些实施例中，多个硅藻的硅藻壳部分可经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。举例而言，所述方法可包含使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
导电银墨水可包含紫外光敏感性组分。导电墨水可包含多个硅藻的硅藻壳部分，于所述多个硅藻的硅藻壳部分的表面上具有银纳米结构，所述表面包括多个孔洞。
多个硅藻的硅藻壳部分可包含多个破裂硅藻的硅藻壳部分。多个硅藻的硅藻壳部分可包含多个硅藻的硅藻壳薄片。
在一些实施例中，银墨水可以厚度为约5微米至约15微米的层(例如固化之后)沉积。在一些实施例中，多个孔洞中的至少一者的直径为约250纳米至约350纳米。在一些实施例中，银纳米结构可包括约10纳米至约500纳米的厚度。银墨水可包括约50重量％至约80重量％范围内的量的硅藻的硅藻壳。
在一些实施例中，多个孔洞中的至少一者可包括具有银纳米结构的表面。
在一些实施例中，多个孔洞中的至少一者包括具有银晶种层的表面。在一些实施例中，多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面可包括银纳米结构。
在一些实施例中，紫外光敏感性组分可对波长比多个孔洞的尺寸短的光学辐射敏感。
在一些实施例中，导电银墨水可通过紫外辐射固化。在一些实施例中，多个孔洞可具有足以使紫外辐射穿过的尺寸。导电银墨水可以厚度为约5微米至约15微米的层(例如固化之后)沉积。
在一些实施例中，导电银墨水可热固化。
紫外光敏感性组分可包含光起始增效剂。举例而言，光起始增效剂可包括以下各者中的至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
紫外光敏感性组分可包含光起始剂。光起始剂可包含2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基-1-丙酮及异丙基硫杂蒽酮中的至少一者。
在一些实施例中，紫外光敏感性组分可包含极性乙烯系单体。举例而言，极性乙烯系单体可包含N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己内酰胺中的至少一者。
导电银墨水可包含以下各者中的至少一者：流变改质剂、交联剂、助流匀剂、黏着促进剂、润湿剂以及降黏剂。在一些实施例中，银纳米结构可包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
制造银薄膜的方法可包含使包括紫外光敏感性组分及多个硅藻的硅藻壳部分的混合物固化，于所述多个硅藻的硅藻壳部分的表面上具有银纳米结构，所述表面包括多个孔洞。
在一些实施例中，制造银薄膜的方法可包括于多个硅藻的硅藻壳部分的表面上形成银晶种层。在一些实施例中，所述方法可包括于晶种层上形成银纳米结构。在一些实施例中，所述方法可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与紫外光敏感性组分以形成银墨水。
多个硅藻的硅藻壳部分可包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。多个硅藻的硅藻壳部分可包括多个硅藻的硅藻壳薄片。
在一些实施例中，银墨水可以厚度为约5微米至约15微米的层(例如固化之后)沉积。在一些实施例中，多个孔洞中的至少一者的直径为约250纳米至约350纳米。在一些实施例中，银纳米结构可包括约10纳米至约500纳米的厚度。银墨水可包括约50重量％至约80重量％范围内的量的硅藻的硅藻壳。
形成银晶种层可包括于表面上在多个孔洞内形成银晶种层以形成多个银晶种镀敷的孔洞。形成银晶种层可包括于多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面上形成银晶种层。
形成银纳米结构可包括于表面上在多个孔洞内形成银纳米结构以形成多个银纳米结构镀敷的孔洞。形成银纳米结构可包括于多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面上形成银纳米结构。
在一些实施例中，使混合物固化可包括使混合物暴露于波长比多个孔洞的尺寸短的紫外光。在一些实施例中，使混合物固化可包括使混合物暴露于波长比多个银晶种镀敷的孔洞及多个银纳米结构镀敷的孔洞中的至少一者的尺寸短的紫外光。
在一些实施例中，使混合物固化可包括使混合物热固化。
紫外光敏感性组分可对波长比多个孔洞的尺寸短的光学辐射敏感。在一些实施例中，紫外光敏感性组分可对波长比多个银晶种镀敷的孔洞及多个银纳米结构镀敷的孔洞中的至少一者的尺寸短的光学辐射敏感。
组合多个硅藻的硅藻壳部分与紫外光敏感性组分可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与光起始增效剂。举例而言，光起始增效剂可包含以下各者中的至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
在一些实施例中，组合多个硅藻的硅藻壳部分与紫外光敏感性组分可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与光起始剂。光起始剂可包含2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基-1-丙酮及异丙基硫杂蒽酮中的至少一者。
在一些实施例中，组合多个硅藻的硅藻壳部分与紫外光敏感性组分可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与极性乙烯系单体。极性乙烯系单体可包含N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己内酰胺中的至少一者。
制造导电银墨水的方法可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与流变改质剂。在一些实施例中，制造导电银墨水的方法可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与交联剂。在一些实施例中，所述方法可包括组合多个硅藻的硅藻壳部分与助流均剂。所述方法可包含组合多个硅藻的硅藻壳部分与黏着促进剂、润湿剂以及降黏剂中的至少一者。
在一些实施例中，银纳米结构可包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
在一些实施例中，形成银晶种层可包括将循环加热方案应用于第一银贡献组分及多个硅藻的硅藻壳部分。
形成银晶种层可包括组合硅藻的硅藻壳部分与晶种层溶液。举例而言，晶种层溶液可包括第一银贡献组分及晶种层还原剂。
形成银纳米结构可包括组合硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂。在一些实施例中，形成银纳米结构可包括在组合硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂之后加热硅藻的硅藻壳部分。在一些实施例中，形成银纳米结构可包括用滴定溶液滴定硅藻的硅藻壳部分，所述滴定溶液包括纳米结构形成溶剂及第二银贡献组分。
在一些实施例中，多个硅藻的硅藻壳部分可经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。举例而言，所述方法可包含使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
导电银薄膜可包含多个硅藻的硅藻壳部分，于所述多个硅藻的硅藻壳部分中的每一者的表面上具有银纳米结构，所述表面包括多个孔洞。
在一些实施例中，多个硅藻的硅藻壳部分可包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。多个硅藻的硅藻壳部分可包含多个硅藻的硅藻壳薄片。
在一些实施例中，多个孔洞中的至少一者的直径为约250纳米至约350纳米。在一些实施例中，银纳米结构可包括约10纳米至约500纳米的厚度。
在一些实施例中，多个孔洞中的至少一者可包括具有银纳米结构的表面。在一些实施例中，多个孔洞中的至少一者可包括具有银晶种层的表面。多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面可包括银纳米结构。
在一些实施例中，银纳米结构可包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
在一些实施例中，导电银薄膜可包括黏合剂树脂。
印刷能量存储装置可包含第一电极、第二电极以及第一电极与第二电极之间的隔膜，其中第一电极及第二电极中的至少一者可包含多个具有含锰纳米结构的硅藻壳。
在一些实施例中，硅藻壳具有大体上均匀的特性，大体上均匀的特性包含以下各者中的至少一者：硅藻壳形状、硅藻壳尺寸、硅藻壳孔隙度、硅藻壳机械强度、硅藻壳材料以及硅藻壳破碎程度。
在一些实施例中，含锰纳米结构可包含锰氧化物。锰氧化物可包含氧化锰(II，III)。锰氧化物可包含氧氢氧化锰(manganese oxyhydroxide)。
在一些实施例中，第一电极及第二电极中的至少一者可包含具有氧化锌纳米结构的硅藻壳。氧化锌纳米结构可包含纳米线及纳米板中的至少一者。
在一些实施例中，含锰纳米结构覆盖硅藻壳的大体上所有表面。在一些实施例中，含锰纳米结构覆盖硅藻壳的一些表面且含碳纳米结构覆盖硅藻壳的其他表面，含锰纳米结构与含碳纳米结构穿插。
能量存储装置的膜可包含具有含锰纳米结构的硅藻壳。
在一些实施例中，含锰纳米结构可包含锰氧化物。锰氧化物可包含氧化锰(II，III)。锰氧化物可包含氧氢氧化锰。在一些实施例中，含锰纳米结构覆盖硅藻壳的一些表面且含碳纳米结构覆盖硅藻壳的其他表面，含锰纳米结构与含碳纳米结构穿插。
在一些实施例中，至少一些含锰纳米结构可为纳米纤维。在一些实施例中，至少一些含锰纳米结构具有四面体形状。
在一些实施例中，能量存储装置包含锌锰电池。
用于印刷薄膜的墨水可包含溶液，且具有含锰纳米结构的硅藻壳分散于溶液中。
在一些实施例中，含锰纳米结构可包含锰氧化物。在一些实施例中，含锰纳米结构可包含MnO2、MnO、Mn2O3、MnOOH以及Mn3O4中的至少一者。
在一些实施例中，含锰纳米结构中的至少一些可包含纳米纤维。在一些实施例中，至少一些含锰纳米结构具有四面体形状。
在一些实施例中，含锰纳米结构覆盖硅藻壳的一些表面且含碳纳米结构覆盖硅藻壳的其他表面，含锰纳米结构与含碳纳米结构穿插。
在一些实施例中，能量存储装置可包含具有第一组多个硅藻壳的阴极，所述第一组多个硅藻壳具有包含锰氧化物的纳米结构；及具有第二组多个硅藻壳的阳极，所述第二组多个硅藻壳具有包含氧化锌的纳米结构。在一些实施例中，装置可为可再充电电池。
在一些实施例中，锰氧化物包含MnO。在一些实施例中，锰氧化物包含Mn3O4、Mn2O3以及MnOOH中的至少一者。
在一些实施例中，第一组多个硅藻壳中的至少一者包含锰氧化物的质量与至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约20:1。在一些实施例中，第二组多个硅藻壳中的至少一者包含氧化锌的质量与至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约20:1。
在一些实施例中，阳极可包含电解质盐。电解质盐可包含锌盐。
在一些实施例中，阴极及阳极中的至少一者可包含碳纳米管。在一些实施例中，阳极及阴极中的至少一者可包含导电填充剂。导电填充剂可包含石墨。
在一些实施例中，能量存储装置可具有阴极与阳极之间的隔膜，其中所述隔膜包含第三组多个硅藻壳。第三组多个硅藻壳可大体上不具有表面改质。
在一些实施例中，阴极、阳极及隔膜中的至少一者可包含离子液体。
在一些实施例中，第一组多个硅藻壳具有大体上不由包含锰氧化物的纳米结构堵塞的第一组多个孔，且其中第二组多个硅藻壳具有大体上不由包含氧化锌的纳米结构堵塞的第二组多个孔。
在一些实施例中，硅藻壳可于至少一个表面上包含多个纳米结构，其中多个纳米结构包含氧化锌，且其中多个纳米结构的质量与硅藻壳的质量的比率为约1:1至约20:1。在一些实施例中，多个纳米结构包含以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。在一些实施例中，硅藻壳包含大体上不由多个纳米结构堵塞的多个孔。
在一些实施例中，硅藻壳可于至少一个表面上包含多个纳米结构，其中多个纳米结构包含锰氧化物，且其中多个纳米结构的质量与硅藻壳的质量的比率为约1:1至约20:1。在一些实施例中，锰氧化物包含MnO。在一些实施例中，锰氧化物包含Mn3O4。在一些实施例中，锰氧化物包含Mn2O3及MnOOH中的至少一者。在一些实施例中，多个纳米结构包含以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。在一些实施例中，硅藻壳包含大体上不由多个纳米结构堵塞的多个孔。
在一些实施例中，能量存储装置的电极可包含多个硅藻壳，其中多个硅藻壳中的每一者包含形成于至少一个表面上的多个纳米结构，其中多个硅藻壳中的至少一者的多个纳米结构的质量与至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约20:1。
在一些实施例中，电极可包含碳纳米管。在一些实施例中，电极可包含导电填充剂。导电填充剂可包含石墨。在一些实施例中，电极可包含离子液体。
在一些实施例中，多个硅藻壳中的每一者包含大体上不由多个纳米结构堵塞的多个孔。
电极可为能量存储装置的阳极。在一些实施例中，阳极可包含电解质盐。在一些实施例中，电解质盐可包含锌盐。在一些实施例中，多个纳米结构可包含氧化锌。在一些实施例中，多个纳米结构可包含以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
电极可为能量存储装置的阴极。在一些实施例中，多个纳米结构可包含锰氧化物。在一些实施例中，锰氧化物可包含MnO。在一些实施例中，锰氧化物可包含Mn3O4、Mn2O3以及MnOOH中的至少一者。
在一些实施例中，能量存储装置可包含具有第一组多个硅藻壳的阴极，所述第一组多个硅藻壳具有包含锰氧化物的纳米结构；及具有第二组多个硅藻壳的阳极，所述第二组多个硅藻壳具有包含氧化锌的纳米结构。在一些实施例中，装置可为可再充电电池。在一些实施例中，第一组多个硅藻壳中的至少一者包含锰氧化物的质量与至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约100:1。在一些实施例中，第二组多个硅藻壳中的至少一者包含氧化锌的质量与至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约100:1。
在一些实施例中，硅藻壳可于至少一个表面上包含多个纳米结构，其中多个纳米结构包含氧化锌，且其中多个纳米结构的质量与硅藻壳的质量的比率为约1:1至约100:1。
在一些实施例中，硅藻壳可于至少一个表面上包含多个纳米结构，其中多个纳米结构包含锰氧化物，且其中多个纳米结构的质量与硅藻壳的质量的比率为约1:1至约100:1。
在一些实施例中，能量存储装置的电极可包含多个硅藻壳，其中多个硅藻壳中的每一者包含形成于至少一个表面上的多个纳米结构，其中多个硅藻壳中的至少一者的多个纳米结构的质量与至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约100:1。
出于概述本发明及所达成的优于先前技术的优点的目的，本文描述某些目标及优点。当然，应了解根据任何特定实施例并不一定需要达成所有所述目标或优点。因此，举例而言，所属领域中技术人员应认识到本发明可以可达成或最佳化一种优势或一组优势而不必达成其他目标或优势的方式来实施或进行。
所有这些实施例意欲在本文所揭示的本发明范畴内。这些及其他实施例对所属领域中技术人员而言将自以下“实施方式”参考附图而显而易见，本发明不限于所揭示的任何特定实施例。
附图说明
参考某些实施例的附图描述本发明的这些及其他特征、形式以及优势，所述附图意欲说明某些实施例且不限制本发明。
图1为包括硅藻壳的硅藻土的扫描电子显微镜(scanning electron microscope；SEM)影像。
图2为包含多孔表面的实例硅藻壳的SEM影像。
图3为各自具有大体上圆柱形形状的实例硅藻壳的SEM影像。
图4A及图4B为硅藻壳分离方法的实例步骤的流程图。
图5A展示于外表面与内表面上包括结构的硅藻壳的实例实施例。
图5B展示接种银的实例硅藻壳表面的50,000倍放大倍数下的SEM影像。
图5C展示接种银的硅藻壳表面在250,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5D展示上面形成有银纳米结构的硅藻壳表面在20,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5E展示上面形成有银纳米结构的硅藻壳表面在150,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5F展示表面涂布银纳米结构的硅藻的硅藻壳薄片在25,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5G展示接种氧化锌的硅藻壳表面在100,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5H展示接种氧化锌的硅藻壳表面在100,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5I展示上面形成有氧化锌纳米结构的硅藻壳表面在50,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5J展示上面形成有氧化锌纳米结构的硅藻壳表面在25,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5K展示上面形成有氧化锌纳米板的硅藻壳表面在10,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5L展示上面形成有银纳米结构的硅藻壳表面在50,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5M展示上面形成有氧化锌纳米结构的硅藻壳表面在10,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5N展示上面形成有氧化锌纳米结构的硅藻壳表面在100,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5O展示上面形成有氧化锌纳米结构的多个硅藻壳在500倍放大倍率下的SEM影像。
图5P展示上面形成有氧化锌纳米结构的硅藻壳在5,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5Q展示上面形成有氧化锰纳米结构的硅藻壳表面在20,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5R展示上面形成有氧化锰纳米结构的硅藻壳表面在50,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5S展示形成于硅藻壳表面上的氧化锰纳米晶体的TEM影像。
图5T展示氧化锰粒子的电子绕射影像。
图5U展示上面形成有含锰纳米纤维的硅藻壳表面在10,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5V展示上面形成有氧化锰纳米结构的硅藻壳在20,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5W展示上面形成有氧化锰纳米结构的实例硅藻壳的横截面在50,000倍放大倍率下的SEM影像。
图5X展示上面形成有氧化锰纳米结构的硅藻壳表面在100,000倍放大倍率下的SEM影像。
图6示意地示出能量存储装置的实例实施例。
图7A至图7E示意地示出不同制造程序的多个步骤期间能量存储装置的实例。
图8展示在隔膜层中并入有硅藻壳的能量存储装置的隔膜的实例实施例。
图9展示在电极层中并入有硅藻壳的能量存储装置的电极的实例实施例。
图10展示实例能量存储装置的放电曲线图。
图11展示图10的能量存储装置的循环效能图。
图12展示能量存储装置的实例放电效能图。
图13展示图12的能量存储装置的另一放电效能图。
具体实施方式
尽管下文描述了某些实施例及实例，但于本领域技术人员应了解，本发明延伸至特定揭示的实施例和/或用途以及其显而易见的修改及等效物的外。因此，预期本文所揭示的本发明范畴不应受以下所述任何特定实施例限制。
用以为电子装置提供动力的能量存储装置一般包含电池(例如可充电电池)、电容器以及超级电容器(例如EDLC)。能量存储装置可包括不对称能量存储装置，包含例如电池-电容器混成物。能量存储装置可使用印刷技术来制造，诸如网版印刷、辊对辊印刷、喷墨印刷等。印刷能量存储装置可有助于降低能量存储装置厚度，从而实现紧凑能量存储。印刷能量存储装置可通过有助于例如堆叠能量存储装置而实现增加的能量存储密度。增加的能量存储密度可有助于将印刷能量存储装置用于有大功率要求的应用，诸如太阳能存储。不同于具有刚性外壳的能量存储装置，印刷能量存储装置可建构于可挠基板上，从而实现可挠能量存储装置。可挠能量存储装置可有助于制造可挠电子装置，诸如灵活电子显示器介质。由于降低的厚度和/或可挠结构，印刷能量存储装置可为以下各者提供动力：化妆品贴片、医疗诊断产品、遥感器阵列、智能卡、智能型包装、智能型服装、问候卡等。
印刷能量存储装置的可靠性及耐久性可为妨碍印刷电池的使用增加的因素。印刷能量存储装置典型地缺乏刚性外壳，因此印刷能量存储装置可不耐受使用或生产中的压缩压力或形状变形操作。能量存储装置层厚度响应于压缩压力或形状变形操作的变化可不利地影响装置可靠性。举例而言，一些印刷能量存储装置包含通过隔膜隔开的电极。隔膜厚度的偏差可归因于电极之间的短路，诸如当隔膜可压缩且在压缩压力或形状变形操作下不能维持电极之间的间隔时。
与制造印刷能量存储装置相关的成本亦可为阻碍印刷能量存储装置用于为更宽泛的应用提供动力的因素。使用印刷技术可靠地制造能量存储装置可有助于具成本效益的能量存储装置生产。能量存储装置的印刷可使装置印刷方法能够整合于电子装置生产中，包含例如通过印刷能量存储装置供以动力的印刷电子装置，从而可实现进一步成本节约。然而，不当装置结构稳固性可妨碍整个制造过程中的装置完整性，从而降低一些印刷技术的可行性且阻碍印刷能量存储装置的具成本效益生产。印刷能量存储装置层的厚度亦可阻碍某些印刷技术用于制造过程中，例如由于装置层厚度大于印刷技术可有效印刷的薄膜厚度。
如本文所述，举例而言因尺寸、形状、孔隙度和/或材料，硅藻壳可具有显着机械强度或抗剪应力。根据本文所述的一些实施例，能量存储装置包含一或多个组分，例如印刷能量存储装置的一或多个层或膜，包括硅藻壳。包括硅藻壳的能量存储装置可具有机械强度和/或结构性完整性，以使得能量存储装置能够耐受压缩压力和/或形状变形操作，所述机械强度和/或结构性完整性可在制造或使用期间存在，不会失效，以使得装置可靠性可增加。包括硅藻壳的能量存储装置可抵抗层厚度变化，从而实现维持均匀或大体上均匀的装置层厚度。举例而言，包括硅藻壳的隔膜可耐受压缩压力或形状变形操作，从而通过维持电极之间均匀或大体上均匀的间隔距离以抑制或阻止装置短路而有助于改良能量存储装置可靠性。
包括硅藻壳的能量存储装置的增加的机械强度可有助于使用多种印刷技术可靠地制造能量存储装置，由此因制造过程的增加的产率和/或整合实现具成本效益的装置制造，其中应用的生产过程通过所述装置供以动力。
能量存储装置可使用包括硅藻壳的墨水印刷。举例而言，印刷能量存储装置的一或多个膜可包括硅藻壳。具有硅藻壳的印刷能量存储装置的一或多个膜可可靠地印刷于多个基板上，包含(但不限于)可挠或不可挠基板、织物、装置、塑胶、任何种类的薄膜(诸如金属或半导体薄膜)、任何种类的纸、其组合和/或类似者。举例而言，适合基板可包含石墨纸石墨烯纸、聚酯薄膜(例如聚酯薄膜)、聚碳酸酯薄膜、铝箔、铜箔、不锈钢箔、碳泡沫体、其组合和/或类似者。于可挠基板上制造印刷能量存储装置可允许可挠印刷能量存储装置，所述可挠印刷能量存储装置因某些所述印刷能量存储装置的可靠性增加，例如因由一或多个包括硅藻壳的层所致的稳固性增加，而可用于多种装置及实施例。
包括硅藻壳的印刷能量存储装置的改良的机械强度亦可实现降低的印刷装置层厚度。举例而言，硅藻壳可为能量存储装置层提供结构支撑，从而实现结构稳固性足以耐受压缩压力或形状变形操作的较薄层，由此接着可降低总体装置厚度。印刷能量存储装置的降低的厚度可进一步有助于印刷装置的能量存储密度和/或实现印刷装置的较宽泛用途。
包括硅藻壳的印刷能量存储装置可具有改良的装置效能，例如改良的装置效率。能量存储装置层的降低的厚度可实现改良的装置效能。能量存储装置的效能可至少部分取决于能量存储装置的内部电阻。举例而言，能量存储装置的效能可至少部分取决于第一电极与第二电极之间的间隔距离。对于既定可靠性量度，降低的隔膜厚度会减小第一电极与第二电极之间的距离，由此可降低内部电阻且改良能量存储装置的效率。能量存储装置的内部电阻亦可至少部分取决于第一电极与第二电极之间离子物质的迁移率。硅藻壳表面的孔隙度可实现离子物质的迁移。举例而言，包括硅藻壳的隔膜可实现能量存储装置的电极之间的间隔结构上更稳固，同时有助于电极之间离子物质的迁移。硅藻壳表面孔隙度可有助于第一电极与第二电极之间移动离子物质的直达路径，从而降低电阻和/或增加效率。降低的包括硅藻壳的电极层的厚度及电极硅藻壳的孔隙度亦可实现改良的存储器件效能。降低的电极厚度可使离子物质向电极内活性材料的接近增强。电极中硅藻壳的孔隙度和/或导电性可有助于离子物质在电极内迁移。电极中的硅藻壳亦可通过例如充当上面可涂覆或形成活性材料和/或包括活性材料的结构的基板实现改良的装置效能，从而实现增加的活性材料表面积，且因此有助于离子物质向活性材料接近。
图1为包括硅藻壳10的硅藻土的SEM影像。硅藻壳10具有一般圆柱形形状，但一些硅藻壳破裂或形状不同。在一些实施例中，圆柱形硅藻壳10的直径在约3微米与约5微米之间。在一些实施例中，圆柱形硅藻壳10的长度在约10微米与约20微米之间。亦可为其他直径和/或长度。硅藻壳10可例如因结构(例如尺寸、形状)、材料、其组合和/或类似者而具有显着机械强度或抗剪应力。举例而言，硅藻壳10的机械强度可与硅藻壳10的尺寸成反比。在一些实施例中，最长轴线在约30微米至约130微米范围内的硅藻壳10可耐受约90微牛至约730微牛的压缩力。
图2为包含多孔表面12的实例硅藻壳10的SEM影像。多孔表面12包含圆形或大体上环形的开口14。其他形状的开口14亦为可能的(例如弧形、多边形、细长形等)。在一些实施例中，硅藻壳10的多孔表面12具有均匀或大体上均匀的孔隙度，例如包含具有均匀或大体上均匀的形状、尺寸和/或间隔的开口14(例如如图2中所示)。在一些实施例中，硅藻壳10的多孔表面12具有不同孔隙度，例如包含具有不同形状、尺寸和/或间隔的开口14。多个硅藻壳10的多孔表面12可具有均匀或大体上均匀的孔隙度，或不同硅藻壳10的多孔表面12的孔隙度可不同。多孔表面12可包括纳米孔隙度，包含例如微米孔隙度、介孔隙度和/或大孔隙度。
图3为各自具有圆柱形或大体上圆柱形形状的实例硅藻壳10的SEM影像。在不同硅藻物质中硅藻壳特征可不同，各硅藻物质具有不同形状、尺寸、孔隙度、材料和/或另一硅藻壳属性的硅藻壳。可购得的硅藻土(例如来自澳大利亚堪培拉的希尔维亚山硅藻土有限公司(Mount Sylvia Diatomite Pty Ltd of Canberra,Australia)、佛罗里达州劳德代尔堡的美国科迪化学(Continental Chemical USA of Fort Lauderdale,Florida)、乔治亚州梅肯的林特国际有限责任公司(Lintech International LLC of Macon,Georgia)等)可充当硅藻壳的来源。在一些实施例中，硅藻土根据预先确定的硅藻壳特征进行分选。举例而言，分选可产生各包含预定特征(诸如形状、尺寸、材料、孔隙度、其组合和/或类似者)的硅藻壳。将硅藻壳分类可包含一种或多种分离方法，诸如过滤、筛选(例如根据硅藻壳形状或尺寸使用分离用振动筛)、涉及涡旋轴向或离心技术(例如根据硅藻壳密度分离)的分离方法、任何其他适合固体与固体分离方法、其组合和/或类似者。亦可获得已根据硅藻壳特征分选的硅藻壳(例如自市售来源)，以使得硅藻壳已包括均匀或大体上均匀的形状、尺寸、材料、孔隙度、另一预先确定的硅藻壳属性、其组合和/或类似者。举例而言，获自地理区域(例如某国的某区域，诸如美国(the United States)、秘鲁(Peru)、澳大利亚(Australia)等；地球的某区域；等)和/或一类天然环境(例如淡水环境、盐水环境等)的硅藻壳可包括典型地见于那一地理区域和/或环境中的物质的硅藻壳，从而提供具有均匀或大体上均匀的形状、尺寸、材料、孔隙度、另一预先确定的硅藻壳属性、其组合和/或类似者的硅藻壳。
在一些实施例中，分离方法可用以分选硅藻壳以使得保留仅或大体上仅完整硅藻壳。在一些实施例中，分离方法可用以移除破裂或小硅藻壳，从而产生具有某些长度和/或直径的仅或大体上仅圆柱形的硅藻壳10(例如如图3中所示)。移除破裂硅藻壳的分离方法可包含筛选，诸如使用筛孔尺寸经选择以保留仅或大体上仅具有预定尺寸的硅藻壳的筛网。举例而言，筛网的筛孔尺寸可经选择以移除尺寸(例如长度或直径)不超过约40微米、不超过约30微米、不超过约20微米或不超过约10微米且包含限定且包含前述值的范围的硅藻壳。其他筛孔尺寸亦可为适合的。
在一些实施例中，移除破裂硅藻壳的分离方法包含将超音波应用于置放于流体分散液中的硅藻壳，包含例如在分散于水浴中的硅藻壳经受超音波期间超音波处理。诸如功率、频率、持续时间和/或类似者的音波参数可至少部分地基于硅藻壳的一或多个属性来调节。在一些实施例中，超音波处理包含使用频率在约20千赫兹(KHz)与约100千赫兹之间，约30千赫兹与约80千赫兹之间以及约40千赫兹与约60千赫兹之间的声波。在一些实施例中，超音波处理可使用频率在约20千赫兹、约25千赫兹、约30千赫兹、约35千赫兹、约40千赫兹、约45千赫兹及限定且包含前述值的范围的声波。超音波处理步骤可具有约2分钟与约20分钟之间，约2分钟与约15分钟之间以及约5分钟与约10分钟之间的持续时间。在一些实施例中，超音波处理步骤可具有约2分钟、约5分钟、约10分钟以及限定且包含前述值的范围的持续时间。举例而言，硅藻壳流体样品可经受频率约35千赫兹的超音波约5分钟的持续时间。
在一些实施例中，分离方法包含沉降。举例而言，分离方法可包含超音波处理与沉降以使得在超音波处理期间来自硅藻壳流体样品的较重粒子可自硅藻壳流体样品的悬浮相沉降出。在一些实施例中，自硅藻壳流体样品沉降较重粒子的方法持续约15秒与约120秒之间，约20秒与约80秒之间，以及约30秒与约60秒之间。在一些实施例中，沉降持续不超过约120秒，不超过约60秒，不超过约45秒，不超过或约30秒。
移除破裂硅藻壳的分离方法可包含使用高速离心技术根据密度进行物理分离，包含例如超速离心步骤。举例而言，分离方法可包含硅藻壳流体样品的悬浮相的超速离心。诸如角速度、持续时间和/或类似者的超速离心参数可至少部分取决于悬浮相的组成(例如硅藻壳的密度)和/或所用设备的特征。举例而言，悬浮相可在约10,000转/分钟(RPM)与约40,000转/分钟之间、约10,000转/分钟与约30,000转/分钟之间、约10,000转/分钟与约20,000RPM转/分钟之间以及约10,000转/分钟与约15,000转/分钟之间的角速度下超速离心。可将悬浮相超速离心持续约1分钟与约5分钟之间、约1分钟与约3分钟之间以及约1分钟与约2分钟之间。举例而言，硅藻壳流体样品的悬浮相可在约13,000转/分钟的角速度下超速离心约1分钟。
图4A及图4B为硅藻壳分离方法20的实例步骤的流程图。方法20可实现破裂和/或完整硅藻的硅藻壳与包括例如破裂及完整硅藻的硅藻壳的固体混合物分离。在一些实施例中，分离方法20实现大规模硅藻壳分选。
如本文所述，可有两个用于纳米结构材料和/或纳米装置的硅藻的硅藻壳来源：活硅藻及硅藻土。硅藻可直接获自自然或进行培养。可在几天内人工培养多种相同二氧化硅的硅藻壳。为将天然硅藻用于纳米结构材料和/或纳米装置，可进行分离方法以分离硅藻与其他有机材料和/或物质。另一途径为使用硅藻土。沉降物充足且材料成本低。
硅藻土可具有不同硅藻物质的混合物至单一硅藻物质(例如包含一些淡水沉降物)范围内的硅藻壳。硅藻土可包括破裂和/或完整硅藻的硅藻壳加不同来源的污染物质。视应用而定，可使用仅完整硅藻的硅藻壳、仅破裂硅藻壳或两者的混合物。举例而言，当分离完整硅藻壳时，可使用具有一类硅藻壳的硅藻土。
在一些实施例中，分离方法包括分离完整硅藻的硅藻壳与硅藻的硅藻壳的破裂片段。在一些实施例中，分离方法包括根据常见硅藻壳特征(例如尺寸(包含长度或直径)、形状和/或材料)分选完整硅藻的硅藻壳和/或根据常见硅藻壳特征(例如尺寸(包含长度或直径＝、形状、破碎程度和/或材料)分选一部分硅藻的硅藻壳。举例而言，分离方法可实现提取多个硅藻的硅藻壳或一部分具有至少一个共同特征的硅藻的硅藻壳。在一些实施例中，分离方法包括自硅藻的硅藻壳和/或一部分硅藻的硅藻壳移除具有不同化学来源的污染物质。
在生物、生态及相关地球科学研究中有时使用长时间期间保持不变的硅藻及硅藻的硅藻壳。已研发许多途径自水或沉降物提取小硅藻壳样品。沉降物(硅藻土)除碳酸盐、云母、黏土有机物以及其他沉积粒子外含有硅藻的硅藻壳(破裂及完整)。分离完整硅藻壳可包括三个主要步骤：移除有机剩余物、移除具有不同化学来源的粒子以及移除破裂片段。移除有机物可由于漂白剂(例如过氧化氢和/或硝酸)中加热样品实现，和/或在较高温度下退火。碳酸盐、黏土以及其他可溶性非二氧化硅材料可通过盐酸和/或硫酸移除。为分离破裂及完整硅藻壳，可应用若干技术：筛分、沉降以及离心、重质液体离心以及分流横向输送薄分离细胞以及其组合。所有这些途径的问题通常可为破裂及完整硅藻壳的聚集，所述问题可降低分离的品质，和/或可使分离方法仅适合于实验室尺寸样品。
按比例扩大的分离程序可使硅藻的硅藻壳用作工业纳米材料。
在一些实施例中，可用于硅藻工业规模分离的分离程序包括分离具有至少一个共同特征的硅藻的硅藻壳部分。举例而言，共同特征可为完整硅藻的硅藻壳或破裂硅藻的硅藻壳。如图4A及图4B所示，分离方法20为实现硅藻工业规模分离的实例分离程序。在一些实施例中，实现硅藻大规模分离的分离程序诸如通过使用界面活性剂和/或盘式堆叠离心机使硅藻壳聚结降低。在一些实施例中，使用界面活性剂可实现大规模分离。在一些实施例中，使用盘式堆叠离心机(例如乳汁分离器型离心方法)可实现大规模分离。举例而言，使用界面活性剂分散硅藻的硅藻壳以及使用盘式堆叠离心机根据硅藻壳特征分选硅藻壳可有助于通过实现硅藻的硅藻壳的聚结降低而大规模分离硅藻。传统非盘式堆叠离心机方法将致使硅藻壳沉降。丢弃清液层流体，且将沉降的硅藻壳再分散于溶剂中，其后离心机将再次致使硅藻壳沉降。将重复这一方法直至实现所需分离。盘式堆叠离心机方法可连续再分散且分离沉降的硅藻壳。举例而言，富含完整硅藻的相可连续循环通过盘式堆叠离心机，从而愈来愈浓。在一些实施例中，盘式堆叠离心机可实现破裂硅藻的硅藻壳与完整硅藻的硅藻壳分离。在一些实施例中，盘式堆叠离心机可实现根据硅藻的硅藻壳特征分选硅藻的硅藻壳。举例而言，盘式堆叠离心机可实现提取具有至少一个共同特征(例如尺寸、形状、破碎程度和/或材料)的硅藻壳。
实现硅藻工业规模分离的分离程序，诸如图4A及图4B中所示的分离方法20可包含以下步骤：
1.包括硅藻的硅藻壳和/或一部分硅藻的硅藻壳的固体混合物(例如硅藻土)的粒子可为坚硬的且可分解成较小粒子。举例而言，可减小固体混合物的粒度以有助于分离方法20。在一些实施例中，为获得粉末，可例如使用研钵及研杵、罐磨机、碎石机、其组合和/或类似者将硅藻土适度磨碎或磨碎。
2.在一些实施例中，可经由筛分步骤移除硅藻土中大于硅藻的硅藻壳或一部分硅藻的硅藻壳的组分。在一些实施例中，筛分步骤在硅藻土磨碎之后进行。举例而言，可筛分硅藻土粉末以移除粉末中大于硅藻壳的粒子。在一些实施例中，筛分可通过将固体混合物(例如磨碎的硅藻土)分散于液体溶剂中来促进。溶剂可为水和/或其他适合液体溶剂。将固体混合物分散于溶剂中可通过对包括固体混合物及溶剂的混合物进行音波处理来促进。有助于分散的其他方法亦为适合的。在一些实施例中，分散液包括硅藻的重量百分比在约1重量百分比至约5重量百分比、约1重量百分比至约10重量百分比、约1重量百分比至约15重量百分比、或约1重量百分比至约20重量百分比的范围内。可降低分散液中固体混合物的浓度以有助于移除分散液中大于硅藻的粒子的筛分步骤。筛网开口视样品中硅藻的尺寸而定。举例而言，适合筛网可包括筛孔尺寸为约20微米、或任何实现移除固体混合物中大于硅藻的分散液粒子的其他筛孔尺寸(例如筛孔尺寸为约15微米至约25微米或约10微米至约25微米的筛网)。可使用振荡器筛网有效增加流经筛网的流量。
3.在一些实施例中，分离方法包含自硅藻(例如硅藻的硅藻壳或一部分硅藻的硅藻壳)移除有机污染物的纯化步骤。适用于移除有机污染物的方法可包括于漂白剂(例如硝酸和/或过氧化氢)中浸没和/或加热硅藻和/或在较高温度下将硅藻退火。举例而言，可于一定体积的包括约10体积百分比至约50体积百分比(例如30体积百分比)过氧化氢的溶液中加热硅藻样品约1分钟至约15分钟(例如10分钟)。其他组成、浓度和/或持续时间可为适合的。举例而言，所用溶液的组成、所用溶液的浓度和/或加热持续时间可视待纯化的样品的组成(例如有机污染物和/或硅藻的类型)而定。在一些实施例中，可于溶液中加热硅藻直至溶液停止或大体上停止鼓泡(例如指示有机污染物的移除完成或大体上完成)以有助于充分移除有机污染物。可重复于溶液中浸没和/或加热硅藻直至有机污染物已移除或大体上移除。可重复浸泡及/或加热硅藻的溶液，直到有机污染物已经被移除或实质被移除。
自有机污染物纯化硅藻之后可用水洗涤。在一些实施例中，可用液体溶剂(例如水)洗涤硅藻。可经由包含例如离心步骤的沉降方法使硅藻与溶剂分离。适合离心技术可包含例如盘式堆叠离心机、倾析离心机、管碗式离心机、其组合和/或类似者。
4.在一些实施例中，分离方法包含移除无机污染物的纯化步骤。无机污染物可通过混合硅藻与盐酸和/或硫酸来移除。无机污染物可包含碳酸盐、黏土以及其他可溶性非二氧化硅材料。举例而言，可将硅藻的样品与一定体积的包括约15体积百分比至约25体积百分比的盐酸(例如约20体积百分比盐酸)的溶液混合持续约20分钟至约40分钟(例如约30分钟)。其他组成、浓度和/或持续时间可为适合的。举例而言，所用溶液的组成、所用溶液的浓度和/或混合持续时间可视待纯化的样品的组成(例如无机污染物和/或硅藻的类型)而定。在一些实施例中，可于溶液中混合硅藻直至溶液停止或大体上停止鼓泡(例如指示无机污染物的移除完成或大体上完成)以有助于充分移除无机污染物。可重复混合硅藻与溶液直至无机污染物已移除或大体上移除。
自可溶性无机污染物纯化硅藻之后可用水洗涤。在一些实施例中，可用液体溶剂(例如水)洗涤硅藻。可经由包含例如离心步骤的沉降方法使硅藻与溶剂分离。适合离心技术可包含例如盘式堆叠离心机、倾析离心机、管碗式离心机、其组合和/或类似者。
5.在一些实施例中，分离方法包括将硅藻壳分散于界面活性剂中。界面活性剂可有助于使硅藻壳和/或一部分硅藻壳彼此分离，从而降低硅藻壳和/或一部分硅藻壳的聚结。在一些实施例中，使用添加剂降低硅藻的聚结。举例而言，可将硅藻分散于界面活性剂及添加剂中。在一些实施例中，将硅藻分散于界面活性剂和/或添加剂中可通过对包括硅藻、界面活性剂和/或添加剂的混合物进行音波处理来促进。
6.在一些实施例中，破裂硅藻壳片段可通过润湿筛分方法提取。举例而言，可使用过滤方法。在一些实施例中，过滤方法包括使用筛网以移除较小破裂硅藻壳片段。筛网可包括适用于移除较小破裂硅藻壳片段的筛孔尺寸(例如7微米筛网)。润湿筛分方法可例如通过干扰沉降物聚结而抑制或阻止小沉降物积聚于筛网的孔中和/或使小粒子穿过筛网的孔。干扰聚结可包含例如沉降于筛网的筛孔上的材料的搅拌、鼓泡、振荡、其组合及其类似方式。在一些实施例中，过滤方法可为连续穿过一系列筛网(例如具有逐渐较小的孔或筛孔尺寸)(例如具有单一输入及输出的机器中的多个筛网)。
7.在一些实施例中，可使用于液体中连续离心(乳汁分离器型机器)硅藻壳。举例而言，可使用盘式堆叠离心机。这一方法可用于根据共同特征分离硅藻，包含(例如)进一步分离破裂硅藻壳片段与完整硅藻壳。在一些实施例中，可重复盘式堆叠离心机步骤以实现所需分离(例如破裂硅藻壳与完整硅藻壳的所需程度的分离)。
8.如本文所述，硅藻壳可用溶剂洗涤，之后为沉降方法(例如离心)以溶剂提取硅藻壳。举例而言，可在各洗涤步骤之后和/或在最终使用之前使用离心以沉降硅藻壳或一部分硅藻壳。洗涤步骤后的适用于沉降硅藻壳的离心技术可包含连续离心，包含(但不限于)盘式堆叠离心机、倾析离心机和/或管碗式离心机。
已用来自澳大利亚昆士兰的希尔维亚山有限公司硅藻土采矿公司(Mount SilviaPty,Ltd.Diatomite mining company,Queensland,Australi)的淡水硅藻测试实例分离程序。样品中的大多数硅藻壳为一类硅藻，直链藻属。硅藻壳具有直径约5微米且长度为10微米至20微米的圆柱形形状。
实例分离程序的流程图，图4A及图4B中所呈现的分离方法20仅充当实例。流程图中提供参数的量作为说明性实例(例如仅适合于所选样品)。举例而言，对于不同类型的硅藻量可不同。
硅藻的表面可包含非晶形二氧化硅且可包含硅烷醇基团，所述基团带负电。对于硅藻，电动电位量测所见的等电点通常可为大约pH2(例如与非晶形二氧化硅类似)。
在一些实施例中，界面活性剂可包括阳离子界面活性剂。适合阳离子界面活性剂可包含苯扎氯铵、溴化十六烷基三甲基铵、月桂基甲基葡萄糖聚醚-10羟丙基二甲基氯化铵、苄索氯铵、苄索氯铵、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷、氯化二甲基二十八烷基铵以及氢氧化四甲基铵、其混合物和/或类似者。界面活性剂可为非离子界面活性剂。适合非离子界面活性剂可包含：十六烷基醇、硬脂醇以及鲸蜡硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇单十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、Triton X-100TM、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯、泊洛沙姆、其混合物和/或类似者。
在一些实施例中，可添加一或多种添加剂以降低聚结。适合添加剂可包含：氯化钾、氯化铵、氢氧化铵、氢氧化钠、其混合物和/或类似者。
硅藻壳可具有一或多个用以硅藻壳的表面的改质。在一些实施例中，硅藻壳可用作基板以于硅藻壳的一或多个表面上形成一或多个结构。图5A展示包括结构52的实例硅藻壳50。举例而言，硅藻壳50可具有中空圆柱形或大体上圆柱形的形状，且于圆柱的外表面与内表面上可包括结构52。结构52可改质或影响硅藻壳50的特征或属性，包含例如硅藻壳50的导电性。举例而言，电绝缘硅藻壳50可通过于硅藻壳50的一或多个表面上形成导电结构52以导电方式制得。硅藻壳50可包含结构52，所述结构包括银、铝、钽、黄铜、铜、锂、镁、其组合和/或类似者。在一些实施例中，硅藻壳50包含包括ZnO的结构52。在一些实施例中，硅藻壳50包含结构52，所述结构包括锰氧化物，诸如二氧化锰(MnO2)、氧化锰(II，III)(Mn3O4)、氧化锰(II)(MnO)、氧化锰(III)(Mn2O3)和/或氧氢氧化锰(MnOOH)。在一些实施例中，硅藻壳50包含包括其他含金属化合物或氧化物的结构52。在一些实施例中，硅藻壳50包含包括半导体材料的结构52，所述半导体材料包含硅、锗、硅锗、砷化镓、其组合和/或类似者。在一些实施例中，硅藻壳50于硅藻壳50的所有或大体上所有表面上包括表面改质结构52。
涂覆或形成于硅藻壳50的表面上的结构52可包括多种形状、尺寸和/或其他属性。硅藻壳50可包括具有均匀或大体上均匀的形状、尺寸和/或另一结构52属性的结构52。在一些实施例中，硅藻壳50可具有结构52，所述结构包括纳米线、纳米管、纳米片、纳米薄片、纳米球、纳米粒子、具有丛生叶形状的结构、其组合和/或类似者。在一些实施例中，纳米结构可具有长度约0.1纳米(nm)至约1000纳米的尺寸。在一些实施例中，尺寸为纳米结构的直径。在一些实施例中，尺寸为纳米结构的最长尺寸。在一些实施例中，尺寸为纳米结构的长度和/或宽度。硅藻壳表面上的纳米结构可有助于具有增加的表面积的材料，有利地提供具有增加的表面积的材料，可在所述材料上出现电化学反应。在一些实施例中，硅藻的硅藻壳可降低、阻止或大体上阻止制造过程中和/或通过制造过程制成的产品中(例如使用硅藻的硅藻壳制成的电极、包括所述电极的装置中)纳米结构聚结。纳米结构的聚结减低可有助于提供增加的电解质可接近的活性表面积(例如电极的增加的活性表面积，包括所述电极的装置的较佳电气效能)。在一些实施例中，硅藻的硅藻壳的表面的孔隙度可有助于电解质接近活性表面积，诸如有助于电解离子扩散至电极的活性表面(例如硅藻的硅藻壳可具有约1纳米(nm)至约500纳米的孔径)。
在一些实施例中，硅藻壳50可通过纳米结构52厚厚地覆盖。在一些实施例中，纳米结构52的质量与硅藻壳50的质量的比率在约1:1与约20:1之间、在约5:1与约20:1之间，或在约1:1与约10:1之间。在涂布之前，纳米结构52的质量较佳大于硅藻壳50的质量。纳米结构52的质量可通过在涂布之前及之后称重硅藻壳50来确定，其中差值为纳米结构52的质量。
结构52可至少部分通过组合硅藻壳50与包括所需材料的调配物来形成或沉积于硅藻壳50的表面上，以使结构52涂布或接种于硅藻壳50的表面上。
如本文所述，硅藻壳50的表面上的结构52可包括氧化锌，诸如氧化锌纳米线。在一些实施例中，氧化锌纳米线可通过组合硅藻壳50与包括乙酸锌二水合物(Zn(CH3CO2)2·2H2O)及乙醇的溶液形成于硅藻壳50的表面上。举例而言，浓度为0.005摩尔/升(M)的乙酸锌二水合物于乙醇中的溶液可与硅藻壳50组合以便涂布硅藻壳50的表面。涂布的硅藻壳50接着可风干且用乙醇冲洗。在一些实施例中，干燥硅藻壳50接着可进行退火(例如在约350℃的温度下)。接着可使氧化锌纳米线生长于硅藻壳50的涂布表面上。在一些实施例中，使退火的硅藻壳50维持于高于室温的温度(例如维持于大约约95℃的温度)，以有助于形成氧化锌纳米线。
硅藻壳50亦可包括形成于或沉积于硅藻壳50的表面上以改质硅藻壳50的特征或属性的材料。举例而言，电绝缘硅藻壳50可通过形成或涂覆导电材料于硅藻壳50的一或多个表面上以导电方式制得。硅藻壳50可包含包括银、铝、钽、黄铜、铜、锂、镁、其组合和/或类似者的材料。在一些实施例中，硅藻壳50包含包括ZnO的材料。在一些实施例中，硅藻壳50包含包括锰氧化物的材料。在一些实施例中，硅藻壳50包含包括半导体材料的材料，所述半导体材料包含硅、锗、硅锗、砷化镓、其组合和/或类似者。表面改质材料可处于硅藻壳50的外表面和/或内表面上。在一些实施例中，硅藻壳50包括硅藻壳50的所有或大体上所有表面上的表面改质材料。
材料可经由组合硅藻壳50与包含所需材料的调配物部分形成或沉积于硅藻壳50的表面上，以使材料涂布或接种于硅藻壳50的表面上。
如本文所述，材料可沉积于硅藻壳50的表面上。在一些实施例中，材料包括导电金属，诸如银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。在一些实施例中，用包括银的材料涂布硅藻壳50的表面至少部分包含组合硅藻壳50与包括氨水(NH3)及硝酸银(AgNO3)的溶液。在一些实施例中，溶液可为以与制备托伦斯试剂(Tollens'reagent)中通常所用的方法类似的方法制备。举例而言，制备溶液可包括将氨水添加至硝酸银水溶液中以形成沉淀，之后再添加氨水直至沉淀溶解。接着可使溶液与硅藻壳50组合。举例而言，可将5毫升(mL)氨水添加至150毫升硝酸银水溶液中，同时搅拌，以使得沉淀形成，之后再添加5毫升氨水，直至沉淀溶解。混合物接着可由组合溶液与0.5克(g)硅藻壳50及葡萄糖水溶液(例如将4克葡萄糖溶解于10毫升蒸馏水中)形成。接着可将混合物置放于容器中，浸没于维持于一定温度的浴槽中(例如维持于约70℃的温度的温热水浴)，以便有助于硅藻壳50的涂布。
纳米结构生长于硅藻的硅藻壳或一部分硅藻的硅藻壳上
如本文所述，硅藻土为来自称作硅藻的化石显微生物体的天然存在的沉降物。所述化石微生物包括由尺寸通常在约1微米与约200微米之间的高度结构化二氧化硅制成的硬硅藻壳。不同硅藻物质具有不同3D形状及特征，所述不同硅藻物质来源不同。
硅藻土可包含高孔隙率、耐磨和/或耐热的材料。由于这些特性，发现硅藻土有宽泛应用，包含过滤、液体吸收、热分离、作为陶瓷添加剂、柔和磨料、清洁、食品添加剂、化妆品等。
硅藻的硅藻壳对纳米科技及纳米技术具有有吸引力的特征，其具有天然存在的纳米结构：纳米孔、纳米腔及纳米突起(例如如图1至图3中所示)。取决于硅藻物质的硅藻壳形状的丰度(例如超过105)为另一有吸引力的特性。制得硅藻的硅藻壳的二氧化硅可经有用物质涂布或置换，同时保持硅藻纳米结构。硅藻纳米结构可充当许多方法及装置的有用纳米材料：染料敏化太阳电池、药物递送、电致发光显示器、锂离子电池的阳极、气体感测器、生物感测器等。MgO、ZrO2、TiO2、BaTiO3、SiC、SiN及Si的形成可使用SiO2的高温气体置换实现。
在一些实施例中，硅藻的硅藻壳可涂布有3D纳米结构。可涂布于硅藻的内表面和/或外表面上，包含硅藻的纳米孔内。涂层可不明确保持硅藻结构。然而，涂层本身可具有纳米孔及纳米突起。所述二氧化硅硅藻壳/纳米结构复合物使用硅藻壳作为支撑物。纳米结构材料可具有密集接合在一起的小纳米粒子：纳米线、纳米球、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米盘和/或纳米带。总体上，复合物可具有极高表面积。
包括多种材料的纳米结构可形成于硅藻壳表面上。在一些实施例中，纳米结构包括金属材料。举例而言，形成于硅藻壳的一或多个表面上的纳米结构可包含锌(Zn)、镁(Mg)、铝(Al)、汞(Hg)、镉(Cd)、锂(Li)、钠(Na)、钙(Ca)、铁(Fe)、铅(Pb)、镍(Ni)、银(Ag)、其组合和/或类似者。在一些实施例中，纳米结构包括金属氧化物。举例而言，形成于硅藻壳表面上的纳米结构可包括氧化锌(ZnO)、二氧化锰(MnO2)、氧化锰(II，III)(Mn3O4)、氧化锰(II)(MnO)、氧化锰(III)(Mn2O3)、氧化汞(HgO)、氧化镉(CdO)、氧化银(I，III)(AgO)、氧化银(I)(Ag2O)、氧化镍(NiO)、氧化铅(II)(PbO)、氧化铅(II，IV)(Pb2O3)、二氧化铅(PbO2)、氧化钒(V)(V2O5)、氧化铜(CuO)、三氧化钼(MoO3)、氧化铁(III)(Fe2O3)、氧化铁(II)(FeO)、氧化铁(II，III)(Fe3O4)、氧化铷(IV)(RuO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铱(IV)(IrO2)、氧化钴(II，III)(Co3O4)、二氧化锡(SnO2)、其组合和/或类似者。在一些实施例中，纳米结构包括其他含金属化合物，包含例如氧氢氧化锰(III)(MnOOH)、氧氢氧化镍(NiOOH)、氧化银镍(AgNiO2)、硫化铅(II)(PbS)、氧化银铅(Ag5Pb2O6)、氧化铋(III)(Bi2O3)、氧化银铋(AgBiO3)、氧化银钒(AgV2O5)、硫化铜(I)(CuS)、二硫化铁(FeS2)、硫化铁(FeS)、碘化铅(II)(PbI2)、硫化镍(Ni3S2)、氯化银(AgCl)、氧化银铬或铬酸银(Ag2CrO4)、磷酸氧化铜(II)(Cu4O(PO4)2)、氧化锂钴(LiCoO2)、金属氢化物合金(例如LaCePrNdNiCoMnAl)、磷酸锂铁(LiFePO4或LFP)、过锰酸锂(LiMn2O4)、二氧化锂锰(LiMnO2)、Li(NiMnCo)O2、Li(NiCoAl)O2、氧氢氧化钴(CoOOH)、氮化钛(TiN)、其组合和/或类似者。
在一些实施例中，形成于硅藻壳表面上的纳米结构可包括非金属或有机材料。在一些实施例中，纳米结构可包括碳。举例来说，纳米结构可包括多壁和/或单壁碳纳米管、石墨烯、石墨、碳纳米-洋葱、其组合和/或类似者。在一些实施例中，纳米结构可包括氟碳化物(例如CFx)、硫(S)、导电n型/p型掺杂聚合物(例如导电n型/p型掺杂聚(茀)、聚苯、聚芘、聚薁、聚萘、聚(吡咯)、聚咔唑、聚吲哚、聚氮呯、聚苯胺、聚(噻吩)、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)和/或聚(对苯硫醚))、其组合和/或类似者。
形成于硅藻的硅藻壳表面上的纳米结构可包含：1)银(Ag)纳米结构；2)氧化锌(ZnO)纳米结构；3)碳纳米管“森林”；和/或4)含锰纳米结构。如本文所述，纳米结构形成于硅藻的硅藻壳表面中的一或多者上的硅藻的硅藻壳可用于能量存储装置，诸如电池及超级电容器太阳电池和/或气体感测器。纳米结构可形成于完整硅藻壳和/或破裂硅藻壳的一或多个表面上。在一些实施例中，用于纳米结构形成方法中的硅藻壳或一部分硅藻壳可经由包括本文所述的分离步骤的分离程序(例如图4A及图4B中所示的分离方法20)提取。在一些实施例中，在纳米结构活性材料生长之前，可用一或多种功能化化学物质(例如硅氧烷、氟硅氧烷、蛋白质和/或界面活性剂)预处理硅藻壳。在一些实施例中，在纳米结构活性材料生长之前，硅藻壳可预涂布有导电材料(例如金属和/或导电碳)和/或半导体材料。举例而言，硅藻壳可预涂布有银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、石墨烯、石墨、碳纳米管、硅(Si)、锗(Ge)、含半导体合金(例如铝-硅(AlSi)合金)、其组合和/或类似者。
在一些实施例中，纳米结构使用二步途径生长。第一步骤一般包含将晶种生长于硅藻的硅藻壳的表面上。晶种为直接结合(例如化学结合)至硅藻的硅藻壳的表面的纳米结构，且可具有某些粒度和/或均匀性。可提供能量以产生所述结合。接种方法可在高温下进行和/或包括可产生热量或一些其他形成的能量增益的其他技术。
形成纳米结构的第二步骤一般包含使来自晶种的最终纳米结构生长。可在某些条件下将预涂布有晶种的硅藻壳浸没于初始材料的环境中。纳米结构可包含以下各者中的一或多者：纳米线、致密纳米粒子、纳米带、纳米盘、其组合和/或类似者。形成因素可视纳米结构的生长条件而定(例如纳米结构的形态可视于晶种层上纳米结构形成期间一或多个生长条件而定，包含例如生长温度、加热模式，包含纳米结构生长期间的化学添加剂、和/或其组合)。
于硅藻的硅藻壳的表面上形成Ag纳米结构的实例程序
用银初始涂布二氧化硅(或接种)可通过使用微波、超音波处理、表面改质还原Ag+盐和/或用还原剂还原硝酸银(AgNO3)来实现。
晶种生长步骤可包含将银盐及还原剂溶解于溶剂(例如还原剂及溶剂可为相同物质)中以及将纯化的硅藻分散于混合物中。在溶解期间和/或之后，可应用如混合、搅拌、加热、超音波处理、微波、其组合和/或类似者的物理力。晶种层生长方法可存在不同时间量。
于硅藻的硅藻壳的表面上生长Ag晶种的实例
实例1包含以下步骤：于烧杯中混合0.234克纯化硅藻、0.1克AgNO3以及50毫升在60℃下熔融的PEG 600(聚乙二醇)。在一些实施例中，包括洁净硅藻、银贡献组分(例如硝酸银)以及还原剂的混合物可通过循环加热方案加热。在一些实施例中，还原剂及溶剂可为相同物质。举例而言，可加热混合物约20分钟至约40，每一分钟交替约100瓦特至约500瓦特的加热。举例而言，包括清洁硅藻、硝酸银以及熔融PEG的混合物通过微波加热约30分钟。微波功率每一分钟由100瓦特和500瓦特交替以阻止混合物过热。一些商业微波使得使用者在一定持续时间之后确定内含物的温度，和/或在多个持续时间之后确定多个温度(例如界定温度匀变)，其间微波控制功率以实现那一结果。举例而言，微波可确定与在1分钟内将50毫升水加热至85℃相比，在2分钟内将50毫升水加热至85℃需要较低功率，且这一调节在加热过程中可例如基于温度感测器实现。举例而言，微波可确定与在2分钟内将100毫升水加热至85℃相比，在2分钟内将50毫升水加热至85℃需要较低功率，且这一调节在加热过程中可例如基于温度感测器实现。将硅藻离心且用乙醇洗涤。晶种示于图5B及图5C中。
实例2包含以下步骤：于烧杯中混合物45毫升N,N-二甲基甲酰胺、0.194克6,000重量平均分子量的聚乙烯吡咯啶酮(polyvinylpyrrolidone；PVP)、5毫升0.8毫摩尔/升AgNO3的水溶液及0.1克过滤且纯化的硅藻。将超音波处理器(例如13毫米直径，20千赫兹，500瓦特)的尖端置放于混合物中且将具有混合物的烧杯置放于冰浴中。将尖端振幅设定为100％。音波处理持续30分钟。在程序之后使用水浴音波处理用乙醇清洁硅藻两次，且在3,000转/分钟下离心5分钟。接着，重复所述方法两次以上直至在硅藻上观察到晶种。
图5B展示形成于硅藻的硅藻壳60的表面上的银晶种62在50,000倍放大倍率下的SEM影像。图5C展示形成于硅藻的硅藻壳60的表面上的银晶种62在250,000倍放大倍率下的SEM影像。
将银纳米结构形成于接种银的硅藻的硅藻壳硅藻的硅藻壳上的实例
用银进一步涂布接种的硅藻壳可在氩气(Ar)氛围下进行以抑制氧化银形成。在一些实施例中，可将硅藻的硅藻壳部分烧结(例如加热至约400℃至约500℃的温度)以自可形成于硅藻的硅藻壳部分的一或多个表面上的氧化银获得银，所述氧化银包含在用银进一步涂布接种的硅藻的硅藻壳部分过程中形成的氧化银。举例而言，将硅藻的硅藻壳部分烧结可在制造导电银墨水(例如如本文所述的紫外线可固化导电银墨水)中所用的硅藻的硅藻壳部分上进行。在一些实施例中，烧结可在经配置以促使氧化银还原为银的氛围(例如氢气)下进行。将导电银墨水包括的硅藻的硅藻壳部分烧结以自氧化银获得银可改良导电银墨水的导电性，例如因为银比氧化银更具导电性和/或因为可增加银-银接触(例如与银-氧化银接触和/或氧化银-氧化银接触相对比)。自氧化银获得银的其他方法亦可适合于替代或与烧结组合，包含例如包括化学反应的方法。
于晶种层上形成纳米结构可包含银盐、还原剂以及溶剂。可应用混合步骤、加热步骤和/或滴定步骤(例如以有助于纳米结构生长方法的组分的交互作用)以于晶种层上形成纳米结构。
于晶种层上形成纳米结构的方法的实例(例如形成厚镀银层)包含以下方法：
将5毫升0.0375摩尔/升的PVP(6,000重量平均分子量)水溶液置放于一个注射器中且将5毫升0.094摩尔/升的AgNO3水溶液置放于另一注射器中。将0.02克接种的洗涤且干燥的硅藻与5毫升加热至约140℃的乙二醇混合。使用注射泵以约0.1毫升/分钟(ml/min)的速率用银盐(例如AgNO3)及PVP溶液滴定硅藻。在滴定完成之后，搅拌混合物约30分钟。接着使用乙醇洗涤硅藻(例如洗涤两次)，水浴音波处理且离心。
图5D及图5E展示银纳米结构64已形成于硅藻的硅藻壳60的表面上的实例的SEM影像。图5D及图5E展示具有高表面积的厚纳米结构涂层的硅藻壳60。图5D为硅藻壳表面在20,000倍放大倍率下的SEM影像，而图5E展示硅藻壳表面在150,000倍放大倍率下的SEM影像。图5L为表面上具有银纳米结构64的硅藻的硅藻壳60在50,000倍放大倍率下的另一SEM影像。图5L中可见硅藻的硅藻壳60的厚纳米结构涂层。
适用于Ag生长的还原剂的实例包含用于银无电沉积的常见还原剂。一些适用于银无电沉积的还原剂包含肼、甲醛、葡萄糖、酒石酸钠、草酸、甲酸、抗坏血酸、乙二醇、其组合和/或类似者。
适合Ag+盐及氧化物的实例包含银盐。最常用银盐可溶于水中(例如AgNO3)。适合银盐可包含AgNO3的铵溶液(例如Ag(NH3)2NO3)。在一些实施例中，可使用任何银(I)盐或氧化物(例如可溶和/或不可溶于水)。举例而言，氧化银(Ag2O)、氯化银(AgCl)、氰化银(AgCN)、四氟硼酸银、六氟磷酸银、乙基硫酸银、其组合和/或类似者亦可为适合的。
适合溶剂可包含：水；醇，诸如甲醇、乙醇、N-丙醇(包含1-丙醇、2-丙醇(异丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇)、丁醇(包含1-丁醇、2-丁醇(异丁醇))、戊醇(包含1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇)、己醇(包含1-己醇、2-己醇、3-己醇)、辛醇、N-辛醇(包含1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇)、四氢糠醇(tetrahydrofurfuryl alcohol；THFA)、环己醇、环戊醇、萜品醇；内酯，诸如丁内酯；醚，诸如甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚以及聚醚；酮，包含二酮及环酮，诸如环己酮、环戊酮、环庚酮、环辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙酰基丙酮、苯乙酮、环丙酮、异佛尔酮、甲基乙基酮；酯，诸如乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯；碳酸酯，诸如碳酸丙二酯；多元醇(或液体多元醇)、甘油以及其他聚合多元醇或二醇，诸如丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、乙二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驱蚊醇、对薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇；四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基甲酰胺(NMF)、二甲亚砜(DMSO)；亚硫酰氯；硫酰氯、其组合和/或类似者。
在一些实施例中，溶剂亦可充当还原剂。
制造低成本紫外线可固化银-硅藻导电墨水的实例方法
可热固化银薄片及银纳米粒子导电墨水可获自多个制造商，诸如汉高公司(Henkel Corp.)、普锐公司(Spraylat Corp.)、导电化合物公司(Conductive Compounds,Inc.)、杜邦公司(DuPont,Inc.)、创造性材料公司(Creative Materials Corp.)等。较不常见的产品为可由紫外(ultraviolet，UV)光固化的银导电墨水。仅少数供应商(例如汉高公司)在其产品供应中有所述墨水。紫外线可固化银导电墨水由于高银负载通常可为极昂贵的，且相对于导电性，每平方公尺的成本高。导电性可为以相同湿膜厚度涂覆的热固化银导电墨水的1/10至1/5倍。
显然需要与目前可获得的紫外线可固化墨水相比具有至少相同或更佳的导电性的低成本紫外线可固化银。一些紫外线可固化银可能未充分利用墨水中存在的一定体积的银，因此需要研发与当前紫外线可固化银墨水相比具有类似或更佳导电性和/或可固化性但使用较少银的银墨水。
研发紫外线可固化银的难点可归因于银的紫外线吸收特性。在热固化银墨水中，可使用具有高纵横比的银薄片，通过使薄片间接触面积最大而产生最高导电性。若将此类银薄片与适用于导电墨水的紫外线可固化树脂系统混合，使用印刷或其他涂布方法涂覆于表面，且接着暴露于紫外光，则在紫外光可经润湿银墨水层散射之前，大部分紫外光可由银吸收。紫外线经银薄片吸收可阻碍或阻止紫外光起始的聚合反应在润湿墨水薄膜中发生(例如阻碍或阻止润湿墨水的紫外光起始的聚合反应超过一定深度)。减少墨水薄膜的聚合反应例如因银墨水层的最底部部分未固化且润湿而可能产生无法黏着于基板的银墨水的不完全固化层。紫外线可固化银墨水中可使用较低纵横比的银粒子以通过增加可能经涂覆的银墨水层光散射的路径的数目而在整个所涂覆的银墨水层中实现适合固化。低纵横比粒子具有降低的表面积，相对于使用高纵横比薄片时可能出现的情形，此可能降低薄片间接触面积，且又可能降低固化薄膜的导电性。若此固化问题可得以解决，则银墨水中可使用具有较高导电性的较大纵横比银薄片，其可改良所得银薄膜的导电性和/或降低用以获得高导电性的银量。
在一些实施例中，非导电基板(例如硅藻的硅藻壳部分，诸如硅藻的硅藻壳薄片)可用银镀敷。紫外光可穿过硅藻的硅藻壳薄片本体的一或多个表面上的孔洞。在银墨水中使用镀敷银的硅藻薄片可有助于固化银墨水，从而实现在银墨水中使用高纵横比薄片。在一些实施例中，包括镀敷银的硅藻的硅藻壳的银墨水可实现固化银墨水的增加的导电性，同时降低所述的成本。
在一些实施例中，可将银墨水中所用的一部分硅藻的硅藻壳(例如破裂硅藻的硅藻壳)纯化且与完整硅藻粒子分离，且一部分硅藻的硅藻壳的一或多个表面可例如根据本文所述的方法无电涂布有银。
硅藻表面即使当涂布有银时，仍可以规则空穴或开口图案穿孔(例如包含直径大致300纳米的空穴)。开口可足够大以允许紫外线波长散射穿过涂布银的硅藻粒子。涂布有银的破裂硅藻可包括呈高纵横比穿孔薄片形式的碎片。图5F展示涂布有Ag纳米结构(例如银纳米结构64)的破裂硅藻的硅藻壳片(例如硅藻的硅藻壳薄片60A)的SEM影像。
在一些实施例中，涂布银的穿孔硅藻薄片可用于制造紫外线-银墨水，所述墨水在使用适当厚度的墨水(例如厚度为约5微米至约15微米的银墨水)时可发生固化，但传导性粒子具有高纵横比且因此具有大表面积。大表面积硅藻壳薄片可通过增加薄片间电触点的数目产生极佳薄片间导电性，从而产生大体上仅使用实现所需薄片导电性所需的量的银的高导电墨水，其余体积溶解便宜硅藻填充材料及紫外线黏合剂树脂。
银纳米结构可覆盖硅藻壳的大体上所有表面，包含硅藻壳孔洞的内表面，但不会阻塞孔洞(例如孔洞的一或多个表面及硅藻壳表面可镀敷有银纳米结构和/或银晶种层)。涂布Ag的硅藻薄片的孔洞可使紫外线辐射穿过硅藻薄片，从而有助于固化至涂覆银的墨水薄膜内深的深度，同时使电流直接由所述的一侧穿过孔洞传导至另一侧。穿过薄片的传导途径的长度的减小可降低由银墨水制成的固化薄膜的总电阻。
实例紫外光诱导的可聚合墨水调配物可包含来自以下清单的组分。在一些实施例中，具有硅藻的硅藻壳薄片的银墨水可由组合列于下文中的组分制成，包含例如组合一或多个表面上形成有银纳米结构的多个硅藻壳部分(例如硅藻壳薄片)与一或多种列于下文中的其他银墨水组分。银薄膜可由用紫外光源固化银墨水制成。
1)硅藻，镀敷(例如其上形成有纳米结构)厚度约10纳米与约500纳米之间的Ag涂层的多种物质中的任一者。Ag涂层的厚度可视硅藻孔洞的孔径而定。调配物中的比率可在约50重量％与约80重量％与之间。片段可加以使用的实例硅藻物质为直链藻属1。
2)对银具有良好亲和力的极性乙烯系单体，诸如N-乙烯基-吡咯啶酮或N-乙烯基己内酰胺。
3)具有良好伸长特性的丙烯酸酯寡聚物，作为流变改质剂且用以在固化薄膜中改良可挠性。
4)一或多种双官能基或三官能基丙烯酸酯单体或寡聚物，作为交联剂经由增加的交联产生更坚韧更耐溶剂的固化薄膜。可选择这些材料充当光起始增效剂，其可改良表面固化。实例可包含乙氧基化或丙氧基化己二醇丙烯酸酯，诸如沙多玛(Sartomer)乙氧基化三甲基丙烷三丙烯酸酯，可例如以产品码获自沙多玛；或三聚氰酸三烯丙酯，可例如以产品码获自沙多玛。丙烯酸化胺增效剂可为一种选择，且实例可包含沙多玛及沙多玛
5)减少鼓泡且改良润湿墨水品质的丙烯酸酯类助流匀剂(例如适合助流匀剂可包含ModaflowModaflow)。改良的润湿墨水品质又可改良固化的银墨水薄膜的品质。
6)一或多种适用于装载颜料的墨水系统的光起始剂。在一些实施例中，光起始剂中的至少一者对接近或小于镀敷银的硅藻薄片的平均孔径的波长敏感，以使得紫外线光子可穿过孔以起始薄片下方的聚合反应和/或散射穿过另一镀敷银的硅藻薄片中的孔洞以甚至更深渗透至未固化薄膜中以起始那里的聚合反应。光起始剂的实例可包含汽巴(Ciba)的Irgacure及异丙基硫杂蒽酮(ITX，以商标Speedcure获自英国的兰姆森(Lambson,UK))。
7)视情况存在的促进黏着的丙烯酸酯(例如丙烯酸2-羧基乙酯)。
8)降低表面张力且改良薄片润湿的视情况存在的润湿剂(例如杜邦的Capstone及杜邦的Capstone)。
9)抑制通过存在银金属触发的提前聚合反应的视情况存在的紫外线稳定剂(例如对苯二酚及甲基乙基对苯二酚(methyl ethyl hydroquinone；MEHQ))。
10)用于降低黏度以有助于将银墨水调配物用于高速涂布方法中的视情况存在的低沸点溶剂，所述高速涂布方法包含诸如柔版印刷、凹版印刷、其组合和/或类似者的方法。
在一些实施例中，包括硅藻的硅藻壳部分的银墨水可热固化。在一些实施例中，银墨水可暴露于热源。举例而言，可将银墨水加热以有助于银墨水的聚合物组分之间的聚合反应。在一些实施例中，银墨水的热固化可有助于移除溶剂组分。举例而言，可将银墨水暴露于热源以使银墨水的温度升高至高于银墨水溶剂组分的沸点，从而有助于移除溶剂组分。
于硅藻的硅藻壳的表面上形成氧化锌(ZnO)纳米结构的实例方法
一般而言，基板上的ZnO晶种可使用将胶态ZnO喷雾或旋转涂布或将热分解锌盐溶液来沉积。举例而言，乙酸锌前驱物热量分解可得到良好垂直对准的ZnO纳米线。
自晶种生长ZnO纳米结构可通过用碱性溶液水解Zn盐来实现。所述方法可在室温下或在较高温度下进行。微波加热可显着地促进纳米结构生长。视生长参数而定，观察到不同纳米结构(例如纳米结构的形态可视于晶种层上形成纳米结构期间的一或多种生长条件而定，包含(例如)生长温度、加热模式、在纳米结构生长期间包含化学添加剂和/或其组合)。举例而言，可使用化学添加剂以实现所需纳米结构形态。亦可掺杂ZnO纳米结构以控制其半导电特性。
于硅藻的硅藻壳的表面上生长ZnO晶种的实例方法
1.构筑ZnO晶种可通过将0.1克纯化硅藻及10毫升0.005摩尔/升的乙酸锌(Zn(CH3COO)2)(例如锌贡献组分)于乙醇中的混合物加热至约200℃(例如包含约175℃至约225℃)直至干燥来实现。接种ZnO的硅藻壳表面各在100,000倍放大倍率下的SEM影像示于图5G及图5H中。图5G及图5H展示包括形成于硅藻壳70的表面上的ZnO的晶种72的SEM影像。图5G展示具有包括氧化锌的晶种72的硅藻壳表面在100,000倍放大倍率下的SEM影像。图5H展示具有包括氧化锌的晶种72的硅藻壳表面在100,000倍放大倍率下的SEM影像。
在一些实施例中，用ZnO接种硅藻壳表面的方法包括形成包括以下组成的混合物：约2种重量％至约5重量％的硅藻壳、约0.1重量％至约0.5重量％的锌盐(例如Zn(CH3COO)2)及约94.5重量％至约97.9重量％的醇(例如乙醇)。在一些实施例中，于硅藻壳表面上形成ZnO晶种包括加热混合物。可将混合物加热至所需温度维持一段时间以有助于于硅藻壳的表面上形成ZnO晶种且自混合物移除液体。可使用能够将混合物加热至所需温度维持所需时段的许多加热设备(诸如加热板)进行加热。在一些实施例中，可将混合物加热至大于约80℃的温度以有助于于硅藻壳表面上形成ZnO晶种且将接种ZnO的硅藻壳干燥。在一些实施例中，在真空烘箱中将加热的混合物进一步加热以有助于进一步移除液体。举例而言，可在真空烘箱中在约1毫巴(mbar)的压力下及在约50℃至约100℃的温度下加热混合物。
在一些实施例中，干燥的硅藻壳可经受退火过程。在一些实施例中，退火过程可经配置以例如通过有助于锌盐分解以形成ZnO而有助于所需ZnO形成。在一些实施例中，退火过程的条件可经配置以诸如通过自硅藻壳蒸发任何剩余液体实现将硅藻壳进一步干燥。在一些实施例中，退火过程可包括于惰性氛围中在约200℃至约500℃的温度下加热干燥的硅藻壳。在一些实施例中，退火过程可包含于包括氩气(Ar)和/或氮气(N2)的氛围中加热。
于硅藻的硅藻壳的接种ZnO的表面上生长ZnO纳米结构的实例方法
2.如本文所述，ZnO纳米结构可生长于形成于硅藻壳表面上的ZnO晶种上。在一些实施例中，ZnO纳米结构生长可在0.1克接种的硅藻壳与10毫升0.025摩尔/升的ZnNO3(例如锌贡献组分)以及0.025摩尔/升的六亚甲基四胺溶液(例如碱性溶液)于水中的混合物中进行。于搅拌盘上或通过使用维持约10分钟(例如包含约5分钟至约30分钟的持续时间)的循环加热程序(例如微波加热)将混合物可加热至约90℃(例如包含约80℃至约100℃)维持两小时(例如包含约一小时至约三小时)，在所述循环加热程序中样品通过约500瓦特的功率(例如包含约480瓦特至约520瓦特)加热约2分钟(例如包含约30秒至约5分钟、约1分钟至约5分钟、约5分钟至约20分钟)且接着可关闭加热约1分钟(例如包含约30秒至约5分钟)，之后在500瓦特下重复所述加热。使用上述方法得到的硅藻壳70的内表面及外表面上的所得纳米线74示于图5I及图5J中。图5I展示形成于硅藻的硅藻壳70的内表面与外表面上的ZnO纳米线74在50,000倍放大倍率下的SEM影像。在一些实施例中，ZnO纳米线74可形成于硅藻的硅藻壳70的内部的一部分表面上。举例而言，ZnO纳米线74可形成于硅藻的硅藻壳70的内部的所有或大体上所有表面上。ZnO纳米线74可形成于硅藻的硅藻壳70的所有或基本上所有内表面及外表面上。本申请案的附图提供纳米结构(例如ZnO纳米线)可生长于硅藻的硅藻壳上的证明，包含纳米结构(例如ZnO纳米线)生长于硅藻的硅藻壳的内部上。用ZnO纳米结构涂布硅藻的硅藻壳的所有或基本上所有侧边可提供包括经ZnO纳米结构涂布的硅藻的硅藻壳的材料(例如墨水或自其印刷的层)的增加的导电性(例如增加的块体导电性和/或薄片导电性)，例如相比于包括仅形成于基板外部上的ZnO纳米结构的材料(例如墨水或自其印刷的层)。图5J展示形成于硅藻的硅藻壳70的表面上的ZnO纳米线74在25,000倍放大倍率下的SEM影像。图5M及图5N为一或多个表面上具有ZnO纳米线74的硅藻的硅藻壳70的其他SEM影像。图5M为硅藻的硅藻壳70在10,000倍放大倍率下的SEM影像。图5N为硅藻的硅藻壳70在100,000倍放大倍率下的SEM影像。ZnO纳米线74的多面、多边形横截面及棒状结构及其与硅藻壳70的表面的连接可更明显地见于图5N中。当在微波中在100瓦特下进行加热(例如包含约80瓦特至约120瓦特；且在约2分钟打开，接着约1分钟关闭，且重复总计约10min持续时间)时，纳米板76可形成于硅藻壳70的表面上(例如如图5K中所示)。
在一些实施例中，于用ZnO接种的硅藻壳的一或多个表面上形成ZnO纳米结构的方法包括形成包括以下组成的混合物：约1重量％至约5重量％的接种的硅藻壳、约6重量％至约10重量％的锌盐(例如Zn(NO3)2)、约1重量％至约2重量％的碱(例如氢氧化铵(NH4OH))、约1重量％至约5重量％的添加剂(例如六亚甲基四胺(HMTA))及约78重量％至约91重量％的纯化水。在一些实施例中，形成ZnO纳米结构包括加热混合物。可使用微波加热混合物。举例而言，混合物可在微波装置中加热至约100℃至约250℃的温度维持约30分钟(min)至约60分钟(例如在Monowave 300中进行较小规模合成，诸如对于混合物约10毫升至约30毫升，或在Masterwave BTR中进行较大规模合成，诸如对于约1升(L)混合物，两装置可购自安东帕有限公司(AntonGmbH))。在一些实施例中，可搅拌混合物，同时通过微波加热。举例而言，在加热期间可通过电磁搅拌器在约200转/分钟(RPM)至约1000转/分钟下搅拌混合物。使用微波加热可有利地有助于降低加热持续时间，从而提供更有效制造方法。
在一些实施例中，包括上面形成的ZnO纳米结构的硅藻壳包括约5重量％至约95重量％的ZnO，包含约10重量％至约95重量％、约20重量％至约95重量％、约30重量％至约95重量％、约40重量％至约95重量％、或约50重量％至约95重量％，剩余物质为硅藻壳。在一些实施例中，包括上面形成的ZnO纳米结构的硅藻壳包括约5重量％至约95重量％的硅藻壳，剩余物质为ZnO。在一些实施例中，包括上面形成的ZnO纳米结构的硅藻壳包括约40重量％至约50重量％的硅藻壳，剩余物质为ZnO。在一些实施例中，包括上面形成的ZnO纳米结构的硅藻壳包括约50重量％至约60重量％的ZnO，剩余物质为ZnO。在一些实施例中，ZnO的质量比硅藻壳的质量可为约1:20至约20:1，包含约1:15至约20:1、约1:10至约20:1、约1:1至约20:1、约2:1至约10:1、或约2:1至约9:1。在涂布之前，ZnO纳米结构的质量较佳大于硅藻壳的质量。在一些实施例中，ZnO纳米结构的质量比硅藻壳的质量可为大于约1:1、约10:1或约20:1。在某些所述实施例中，上限可基于例如硅藻壳的孔的开放性(例如ZnO纳米结构不会完全堵塞孔)。
在一些实施例中，ZnO的质量比硅藻壳的质量可为约1:20至约100:1，包含约1:1至约100:1、约10:1至约100:1、约20:1至约100:1、约40:1至约100:1、约60:1至约100:1、或约80:1至约100:1。在一些实施例中，ZnO纳米结构的质量比硅藻壳的质量可为大于约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1或约90:1。在一些实施例中，可选择ZnO纳米结构的质量比硅藻壳的质量，得到所需装置效能。
在一些实施例中，硅藻壳的孔可由纳米结构堵塞。举例而言，ZnO纳米结构可形成于硅藻壳的表面上，包含硅藻壳的孔内的表面，以使得ZnO纳米结构可堵塞或大体上堵塞硅藻壳的孔中的一些或全部。
ZnO纳米结构的质量可通过在涂布之前及之后称重硅藻壳来确定，其中差值为ZnO纳米结构的质量。在一些实施例中，可选择形成ZnO纳米结构的混合物的组成以使得可形成包括所需ZnO重量％的ZnO覆盖的硅藻壳。在一些实施例中，硅藻壳表面上ZnO的重量％可根据相对能量存储装置电极上电极活性材料的所需质量进行选择。举例而言，形成ZnO纳米结构的混合物的组成可根据相对能量存储电极中锰氧化物的质量进行选择，诸如MnO、Mn2O3、Mn3O4以及MnOOH中的一或多者的质量。举例而言，根据化学计算量计算，能量存储装置电极中Mn2O3的质量可为相对电极中ZnO的至少约2.5倍。
参见图5O，展示上面形成ZnO纳米结构的多个硅藻壳70在500,000倍放大倍率下的SEM影像。覆盖ZnO纳米结构的硅藻壳70首先使用基本上由约2重量％至约5重量％的硅藻壳、约0.1重量％至约0.5重量％的Zn(CH3COO)2以及约94.5重量％至约97.9重量％的乙醇组成的混合物由ZnO接种。将形成接种ZnO的硅藻壳的混合物加热至大于约80℃的温度一定持续，以形成接种ZnO的硅藻壳且实现对接种ZnO的硅藻壳进行所需干燥。随后，ZnO纳米结构使用混合物形成于接种ZnO的硅藻壳上，所述混合物基本上由以下各者组成：约1重量％至约5重量％的接种ZnO的硅藻壳、约6重量％至约10重量％的Zn(NO3)2、约1重量％至约2重量％氢氧化铵(NH4OH)、约1重量％至约5重量％的六亚甲基四胺(HMTA)以及约78重量％至约91重量％的纯化水。使用微波将混合物加热至约100℃至约250℃的温度维持约30分钟(min)至约60分钟。以有助于形成ZnO纳米结构且对硅藻壳进行干燥。如图5O中所示，出乎意料地，上面形成有ZnO纳米结构的多个硅藻壳70确实不或大体上确实不聚结。各硅藻壳70通过ZnO纳米结构个别覆盖或大体上覆盖。图5O中所示的上面形成有ZnO纳米结构的硅藻壳70中的每一者包括约50重量％至约60重量％的ZnO。图5P展示上面形成有ZnO纳米结构的个别硅藻壳70在5,000倍放大倍率下的SEM影像。图5P的硅藻壳70上的ZnO纳米结构使用参见图5O所述的方法形成。如图5P中所示，硅藻壳70通过ZnO纳米薄片78覆盖。如图5P中所示，包括形成于上面的ZnO纳米薄片78的硅藻壳70为多孔的。举例而言，ZnO纳米薄片78不会堵塞硅藻壳70的孔，有利地有助于将电解质输送穿过包括上面形成有ZnO纳米薄片78的硅藻壳70的电极。
可用于ZnO接种与纳米结构生长的适合Zn盐的实例包含：乙酸锌水合物、硝酸锌六水合物、氯化锌、硫酸锌、锌酸钠、其组合和/或类似者。
适用于ZnO纳米结构生长的碱的实例可包含：氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化四甲基铵、氢氧化锂、六亚甲基四胺、氨溶液、碳酸钠、乙二胺、其组合和/或类似者。
适用于形成ZnO纳米结构的溶剂的实例包含一或多种醇。本文中描述为适用于Ag纳米结构生长的溶剂亦可适用于ZnO纳米结构形成。
可用于纳米结构形态控制的添加剂的实例可包含三丁胺、三乙胺、三乙醇胺、二异丙胺、磷酸铵、1,6-己二醇、三乙基二乙醇、异丙胺、环己胺、正丁胺、氯化铵、六亚甲基四胺、乙二醇、乙醇胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、尿素、其组合和/或类似者。
于硅藻的硅藻壳的表面上形成碳纳米管的实例程序
碳纳米管(例如多壁和/或单壁)可通过化学气相沉积技术及其变化形式生长于硅藻表面(例如内部和/或外部)上。在这一技术中，硅藻首先涂布有催化剂晶种且接着引入气体的混合物。气体中的一者可为还原气体且另一气体可为碳来源。在一些实施例中，可使用气体的混合物。在一些实施例中，可包括惰性气体用于浓度控制(例如氩气)。氩气亦可用于载运液体含碳材料(例如乙醇)。形成碳纳米管的晶种可通过如喷涂的所述技术沉积为金属，和/或自液体、气体和/或固体引入，且随后在高温下通过垫解还原。含碳气体的还原可在较高温度下发生，例如在约600℃至约1100℃的范围内。
晶种涂布方法与气体反应可因纳米孔隙度而于硅藻壳表面上实现。已研发用于碳纳米管“森林”于不同基板上生长的技术，所述基板包含硅、氧化铝、氧化镁、石英、石墨、碳化硅、沸石、金属以及二氧化硅。
适用于催化剂晶种生长的金属化合物的实例可包含镍、铁、钴、钴-钼双金属粒子、铜(Cu)、金(Au)、Ag、铂(Pt)、钯(Pd)、锰(Mn)、铝(Al)、镁(Mg)、铬(Cr)、锑(Sn)、铝-铁-钼(Al/Fe/Mo)、五羰基铁(Fe(CO)5)、硝酸铁(III)六水合物(Fe(NO3)3·6H2O)、氯化钴(II)六水合物(CoCl2·6H2O)、钼酸铵四水合物((NH4)6Mo7O24·4H2O)、钼酸铵四水合物((NH4)6Mo7O24·4H2O)(MoO2Cl2)、氧化铝纳米细粉、其混合物和/或类似者。
适合还原气体的实例可包含氨气、氮气、氢气、其混合物和/或类似者。
可充当碳来源(例如含碳气体)的适合气体的实例可包含乙炔、乙烯、乙醇、甲烷、碳氧化物、苯、其混合物和/或类似者。
于硅藻的硅藻壳的表面上形成含锰纳米结构的实例方法
在一些实施例中，含锰纳米结构可形成于硅藻壳的一或多个表面上。在一些实施例中，锰氧化物可形成于硅藻壳的一或多个表面上。在一些实施例中，包括具有式MnxOy的锰氧化物的纳米结构可形成于硅藻壳的一或多个表面上，其中x为约1至约3且其中y为约1至约4。举例而言，包括二氧化锰(MnO2)、氧化锰(II，III)(Mn3O4)、氧化锰(II)(MnO)和/或氧化锰(III)(Mn2O3)的纳米结构可形成于硅藻壳的一或多个表面上。在一些实施例中，包括氧氢氧化锰(MnOOH)的纳米结构可形成于硅藻壳的一或多个表面上。在一些实施例中，能量存储装置的膜可包含具有含锰纳米结构的硅藻壳。在一些实施例中，印刷能量存储装置(例如电池、电容器、超级电容器和/或燃料电池)可包含一或多个具有多个包括含锰纳米结构的硅藻壳的电极。在一些实施例中，用于印刷膜的墨水可包括在其中分散包括含锰纳米结构的硅藻壳的溶液。
在一些实施例中，电池的一或多个电极可包含在一或多个表面上包括含锰纳米结构的硅藻壳(例如锌-锰电池的电极)。充电电池可包含第一电极，包含包括包括二氧化锰(MnO2)的纳米结构的硅藻壳，及第二电极，包括锌(例如包括锌涂层的硅藻壳)。在一些实施例中，所述第二电极可包括其他材料。非荷电电池可包含第一电极，包含包括纳米结构的硅藻壳，所述纳米结构包括氧化锰(II,III)(Mn3O4)、氧化锰(II)(MnO)、氧化锰(III)(Mn2O3)和/或氧氢氧化锰(MnOOH)，及第二电极，包含氧化锌(ZnO)(例如包括有包括氧化锌的纳米结构的硅藻壳)。在一些实施例中，非荷电电池的第二电极可包括其他材料。在一些实施例中，充电电池可包含第一电极，包含上面形成有氧化锰(II,III)(Mn3O4)、氧化锰(II)(MnO)、氧化锰(III)(Mn2O3)和/或氧氢氧化锰(MnOOH)纳米结构的硅藻壳，及第二相对电极，包括形成于上面的ZnO纳米结构。在一些实施例中，电池可为可再充电电池。
在硅藻的硅藻壳部分上形成含锰纳米结构的方法可包含将硅藻壳添加至氧化的乙酸锰溶液中，且加热硅藻壳及氧化的乙酸锰溶液。提供于硅藻壳的一或多个表面上形成Mn3O4的方法的实例。举例而言，纯水(例如可购自马萨诸塞州比勒利卡的EMD密理博公司(EMD Millipore Corporation,Billerica,MA)的纯水)可用氧气(O2)鼓泡持续约10分钟(min)到约60min(例如O2吹扫)以形成含氧水。乙酸锰(II)(Mn(CH3COO)2)可接着以约0.05摩尔/升(M)到约1.2摩尔/升的浓度溶解于含氧水中以形成氧化的乙酸锰溶液。
可将硅藻壳添加至氧化的乙酸锰溶液中。添加至氧化的乙酸锰溶液中的硅藻壳可在硅藻壳表面上不具有任何先前形成的纳米结构和/或涂层。在一些实施例中，添加至氧化的乙酸锰溶液中的硅藻壳可于硅藻壳表面上具有一或多个纳米结构和/或涂层。在一些实施例中，添加至氧化的乙酸锰溶液中的硅藻壳可于硅藻壳表面的至少一些部分上具有一或多个纳米结构和/或涂层。举例而言，硅藻壳可于一部分硅藻壳表面上具有含碳纳米结构，以使得根据如本文所述的一或多种方法形成的含锰纳米结构可穿插在含碳纳米结构的中。在一些实施例中，含碳纳米结构可包含还原的氧化石墨烯、碳纳米管(例如单壁和/或多壁)和/或碳纳米-洋葱。含碳纳米结构可根据如本文所述的一或多种方法或其他方法形成于硅藻壳表面上。
在一些实施例中，可将硅藻壳添加至氧化的乙酸锰溶液中，以使得溶液包括约0.01重量％至约1重量％的硅藻壳。在一些实施例中，其他Mn2+盐可为适合的。在一些实施例中，其他氧化剂(例如过氧化物)可为适合的。
在一些实施例中，可使用热技术和/或微波技术进行含锰纳米结构的生长。在一些实施例中，当使用热方法时，纳米结构的所要生长可涉及较长持续时间。举例而言，热技术可包含在纳米结构生长方法中使用加热。生长纳米结构的热方法的实例可包含于氧化的乙酸锰溶液中混合(例如通过使用许多适合技术)搅拌硅藻壳持续约15小时至约40小时(例如约24小时)，同时将维持于约50摄氏度(℃)至约90℃(例如约60℃)的温度。在一些实施例中，可通过加热混合物维持混合物的温度。
在一些实施例中，生长纳米结构的微波方法可有助于较短纳米结构生长方法和/或有助于可伸缩纳米结构生长方法。举例而言，纳米结构生长的微波方法可包含在纳米结构生长方法中使用微波加热。使用微波技术的纳米结构生长方法的实例可包含将硅藻壳添加至氧化的乙酸锰溶液中，且将混合物维持于约50℃到约150℃的温度下约10分钟(min)至约120分钟。可搅拌混合物，同时将其维持于所述温度下。
在一些实施例中，可使用一或多种本文所述的方法在硅藻壳的一或多个表面上形成具有红棕色颜色(例如在洗涤及干燥之后)的含锰结构。在一些实施例中，氧化锰结构可具有四面体形状。红褐色颜色可表明氧化锰(II,III)(Mn3O4)的存在。在一些实施例中，形成四面体纳米晶体可表明氧化锰(II,III)(Mn3O4)的存在。
图5Q为在一或多个表面上具有包括氧化锰(II,III)(Mn3O4)的纳米结构82的硅藻壳80的实例在20,000倍放大倍率下的扫描电子显微镜(SEM)影像，其中使用纳米结构生长的微波方法形成纳米结构82。图5R为图5Q中所示的硅藻壳80在50,000倍放大倍率下的SEM影像。图5Q及图5R中所示的包括氧化锰(II,III)(Mn3O4)的纳米结构82可由使用浓度为约0.15摩尔/升的乙酸锰的氧化溶液形成，所述氧化溶液藉有鼓泡氧气(O2)穿过纯水持续约30分钟来制备。举例而言，可使用商品级氧气(例如纯度大于95％，诸如纯度至少约97％或纯度至少约99％)。举例而言，具有至少约97％纯度的氧气可在室温(例如约25℃)下鼓泡穿过含有约15毫升纯水的小瓶(例如小瓶的体积为约20毫升(mL))持续约30分钟。重量为0.55克(g)的乙酸锰四水合物(例如可购自西格玛-奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corp.))可溶解于含氧纯水中。可将重量为0.005克(g)的硅藻添加至氧化的含锰溶液中。接着，可将含有包括添加的硅藻壳的混合物的小瓶放置于微波(例如Monowave 300微波，可购自安东帕有限公司(Anton GmbH))中，且可在所要温度下进行合成持续所要时间段。包括溶液及硅藻壳的混合物可在约60℃的温度下，例如在持续搅拌(例如用磁力搅拌棒，诸如以约600转/分钟的旋转速度)下维持约30分钟。在一些实施例中，混合物可随后用水稀释，且经离心(例如在约5000转/分钟下持续约5分钟)，使得可丢弃清液层。在一些实施例中，沉淀物可再次用水稀释，接着分散(例如振荡和/或涡流)且再次离心，以使得可丢弃清液层。沉淀物可接着在真空烘箱中在约70℃至约80℃下干燥。
参见图5R，纳米结构82可具有四面体形状。观察到氧化锰(II,III)(Mn3O4)结构出人意料地生长于硅藻壳的表面上，而非形成于与硅藻壳分离的溶液中。
图5S为形成于图5Q及图5R中所示的硅藻壳的表面上的纳米结构82的透射电子显微镜(TEM)影像。可见纳米结构82的一或多个个别原子，且提供比例尺以用于尺寸比较。图5T展示氧化锰(II,III)(Mn3O4)粒子的电子绕射影像。
在一些实施例中，形成于硅藻壳表面上的纳米结构的形状和/或尺寸可取决于纳米结构形成制程的参数。举例而言，纳米结构的形态可取决于溶液浓度和/或溶液的氧化程度。图5U为包括形成于表面上的含锰纳米结构92的硅藻壳90在10,000倍放大倍率下的SEM影像，其中使用相比于形成图5Q及图5R中所示的纳米结构82所用的方法具有较高氧浓度(例如对水进行氧气吹扫持续约40分钟)及较高锰浓度(例如约1摩尔/升的乙酸锰浓度)的溶液形成含锰纳米结构92。举例而言，纳米结构92可根据如参考形成纳米结构82(例如图5Q及图5R)所述的方法形成于硅藻壳90上，以下差异除外：可在添加约0.9克(g)乙酸锰至含氧纯水中的情况下持续约40分钟进行纯水的氧气鼓泡，且可将约0.01克(g)硅藻添加至含锰溶液中，且包括硅藻及含锰溶液的混合物可在约150℃的温度下微波。
如图5U中所示，纳米结构92可具有细长纤维状形状。在一些实施例中，纳米结构92可具有薄细长形状(例如薄晶须状结构)。在一些实施例中，形成纤维状结构可表明氧氢氧化锰(MnOOH)的存在。
在一些实施例中，于硅藻壳的一或多个表面上形成包括一或多种具有式MnxOy的锰氧化物的纳米结构可包含于含氧水中组合硅藻壳与锰来源，诸如锰盐(例如乙酸锰(Mn(CH3COO)2))及碱(例如氢氧化铵(NH4OH))，其中x为约1至约3，且其中y为约1至约4。在一些实施例中，于硅藻壳的一或多个表面上形成MnxOy纳米结构可包含形成包括以下组成的混合物：约0.5重量％至约2重量％的硅藻壳、约7重量％至约10重量％的Mn(CH3COO)2、约5重量％至约10重量％的NH4OH以及约78重量％至约87.5重量％的含氧纯化水。在一些实施例中，混合物的含氧纯化水可通过鼓泡氧气穿过纯化水约10分钟至约30分钟来制备。混合物可使用微波加热以有助于形成MnxOy纳米结构(例如在Monowave 300中进行较小规模合成，诸如对于混合物约10毫升至约30毫升，或在Masterwave BTR中进行较大规模合成，诸如对于约1升(L)混合物，两装置可购自安东帕有限公司)举例而言，可使用微波将混合物加热至约100℃至约250℃的温度维持约30分钟至约60分钟。在一些实施例中，可在加热的同时例如通过电磁搅拌器在约200转/分钟(RPM)至约1000转/分钟下搅拌混合物。
在一些实施例中，包括上面形成的锰氧化物(例如具有式MnxOy的氧化物，其中x为约1至约3且y为约1至约4)纳米结构的硅藻壳包括约5重量％至约95重量％的锰氧化物，包含约30重量％至约95重量％、约40重量％至约95重量％、约40重量％至约85重量％、约50重量％至约85重量％、约55重量％至约95重量％或约75重量％至约95重量％，剩余物质为硅藻壳。在一些实施例中，包括上面形成的锰氧化物(例如具有式MnxOy的氧化物，其中x为约1至约3且y为约1至约4)纳米结构的硅藻壳包括约5重量％至约50重量％的硅藻壳，剩余物质为锰氧化物纳米结构。在一些实施例中，锰氧化物纳米结构的质量比硅藻壳的质量可为约1:20至约20:1，包含约1:15至约20:1、约1:10至约20:1、约1:1至约20:1、约5:1至约20:1、约1:1至约10:1或约2:1至约9:1。锰氧化物纳米结构的质量较佳大于涂布前硅藻壳的质量。在一些实施例中，锰氧化物纳米结构的质量与硅藻壳的质量的比率可大于约1:1、约10:1或约20:1。在某些所述实施例中，上限可基于例如硅藻壳的孔的开放性(例如锰氧化物纳米结构不会完全堵塞孔)。
在一些实施例中，硅藻壳的孔可由纳米结构堵塞。举例而言，锰氧化物纳米结构可形成于硅藻壳的表面上，包含硅藻壳的孔内的表面，以使得锰氧化物纳米结构可堵塞或大体上堵塞硅藻壳的孔中的一些或全部。
在一些实施例中，锰氧化物纳米结构的质量比硅藻壳的质量可为约1:20至约100:1，包含约1:1至约100:1、约10:1至约100:1、约20:1至约100:1、约40:1至约100:1、约60:1至约100:1或约80:1至约100:1。在一些实施例中，锰纳米结构的质量比硅藻壳的质量可为大于约30:1、约40:1、约50:1、约60:1、约70:1、约80:1或约90:1。在一些实施例中，可选择锰纳米结构的质量比硅藻壳的质量，以得到所需装置效能。
锰氧化物纳米结构的质量可通过在涂布之前及之后称重硅藻壳来确定，其中差值为锰氧化物纳米结构的质量。在一些实施例中，可选择形成锰氧化物纳米结构的混合物的组成以使得可形成所需锰氧化物的重量％。在一些实施例中，硅藻壳表面上锰氧化物的重量％可根据相对能量存储装置电极上电极活性材料的所需质量进行选择。举例而言，形成锰氧化物纳米结构的混合物的组成可根据相对能量存储装置电极中ZnO的质量进行选择。在一些实施例中，根据化学计算量计算，能量存储装置电极中Mn2O3的质量可为相对电极中ZnO的至少约2.5倍。
图5V为包括上面形成的锰氧化物纳米结构96的硅藻壳94在20,000倍放大倍率下的SEM影像。纳米结构96包括不同锰氧化物的混合物，所述氧化物具有式MnxOy，其中x为约1至约3且y为约1至约4。如图5V中所示，硅藻壳94通过锰氧化物纳米结构96厚厚地覆盖。图5W为包括上面形成的锰氧化物纳米结构96(例如具有式MnxOy的氧化物，其中x为约1至约3且y为约1至约4)的硅藻壳94的横截面在50,000倍放大倍率下的SEM影像。使用聚焦离子束(focused ion beam；FIB)技术切割硅藻壳94且图5W中展示切割的硅藻壳94的横截面图。如图5W中所示，锰氧化物纳米结构96可形成于硅藻壳94的内表面及外表面上，且纳米结构96的体积可大于硅藻壳94的体积。图5X为包括上面形成的锰氧化物纳米结构96(例如具有式MnxOy的氧化物，其中x为约1至约3且y为约1至约4)的硅藻壳94的侧壁在100,000倍放大倍率下的SEM影像。如图5X中所示，硅藻壳94的侧壁可通过锰氧化物纳米结构96覆盖，而侧壁上的孔不会堵塞。不或大体上不堵塞硅藻壳的孔的上面形成有锰氧化物纳米结构的硅藻壳可有利地有助于电解质输送穿过包括通过锰氧化物纳米结构覆盖的硅藻壳的电极。
图5V至图5X中所示的包括上面形成的锰氧化物纳米结构96的硅藻壳94使用基本上由以下各者组成的混合物形成：约0.5重量％至约2重量％的硅藻壳、约7重量％至约10重量％的Mn(CH3COO)2、约5重量％至约10重量％的NH4OH及约78重量％至约87.5重量％的含氧纯化水。使用微波将混合物加热至约100℃至约250℃的温度维持约30分钟至约60分钟。如图5V至图5X中所示，硅藻壳94通过锰氧化物纳米结构96厚厚地覆盖。举例而言，经约75重量％至约95％的锰氧化物纳米结构覆盖的硅藻壳为纳米结构且剩余物质为硅藻壳物质。
组合涂层
在一些实施例中，亦可将涂层组合。举例而言，硅藻壳的表面可包含镍涂层与碳纳米管涂层(例如所述硅藻壳可以用于能量存储装置，包含超级电容器)。
图6示意地示出能量存储装置100的实例实施例。图6可为能量存储装置100的横截面或正视图。能量存储装置100包含第一电极140及第二电极150，分别或无关地例如阴极及阳极。第一电极及第二电极140、150通过隔膜130分隔。能量存储装置100可视情况包含一或多个电耦接至电极140、150中的一或两者的集电体110、120。
在一些实施例中，能量存储装置100包括第一电极140、第二电极150和/或隔膜130，其中任一者可为膜或层，包含沉积的膜或层。
集电体110、120可包含为电子提供到达外部线的路径的任何组分。举例而言，集电体110、120可位于与第一电极及第二电极140、150的表面邻接处，以使电极140、150之间的能量流转移至电装置。在图6的所示的实施例中，第一集电体层110及第二集电体层120分别与第一电极140的表面及第二电极150的表面邻接。集电体110、120分别与邻接隔膜层130的电极140、150的表面相反的表面邻接。
在一些实施例中，集电体110、120包括导电箔(例如石墨(诸如石墨纸)、石墨烯(诸如石墨烯纸)、铝(Al)、铜(Cu)、不锈钢(SS)、碳泡沫体)。在一些实施例中，集电体110、120包括沉积于基板上的导电材料。举例而言，集电体110、120可包括印刷于基板上的导电材料。在一些实施例中，适合的基板可包含聚酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、纤维素(例如卡纸板、纸，包含经涂布纸，诸如塑料经涂布纸和/或纤维纸)。在一些实施例中，导电材料可包括银(Ag)、铜(Cu)、碳(C)(例如碳纳米管、石墨烯和/或石墨)、铝(Al)、镍(Ni)、其组合和/或类似者。适用于集电体的包括镍的导电材料的实例提供于2013年12月27日申请的题为“镍墨水及耐氧化且导电的涂层(NICKEL INKS AND OXIDATION RESISTANT AND CONDUCTIVE COATINGS)”的PCT专利申请第PCT/US2013/078059号，其以全文引用的方式并入本文中。
在一些实施例中，能量存储装置100包含至少一个包括硅藻壳的层或膜。举例而言，能量存储装置100可包含层或膜，所述层或膜包括包含硅藻壳的分散液。包括硅藻壳的层或膜可包含例如第一电极140、第二电极150、隔膜130、第一集电体层110、第二集电体层120、其组合和/或类似者。在一些实施例中，能量存储装置100包含具有均匀或大体上均匀的形状、尺寸(例如直径、长度)、材料、孔隙度、表面改质材料和/或结构、任何其他适合特征或属性、其组合和/或类似者的硅藻壳。在能量存储100装置的多个层包括硅藻壳的实施例中，硅藻壳可相同或大体上相同(例如具有类似尺寸)或可不同(例如在隔膜130中绝缘且在电极140、150中以传导方式涂布)。
能量存储装置100可包含一或多个包括硅藻壳的层或膜，所述硅藻壳的长度在约0.5微米至约50微米、约1微米至约50微米、约1微米至约40微米、约1微米至约30微米、约1微米至约20微米、约1微米至约10微米、约5微米至约50微米、约5微米至约40微米、约5微米至约30微米、约5微米至约20微米以及约5微米至约10微米的范围内。在一些实施例中，圆柱形硅藻壳的长度不超过约50微米、不超过约40微米、不超过约30微米、不超过约20微米、不超过约15微米、不超过约10微米或不超过约5微米。亦可为其他硅藻壳长度。
能量存储装置100可包括一或多个包括硅藻壳的层或膜，所述硅藻壳的直径在约0.5微米至约50微米、约1微米至约50微米、约1微米至约40微米、约1微米至约30微米、约1微米至约20微米、约1微米至约10微米、约5微米至约50微米、约5微米至约40微米、约5微米至约30微米、约5微米至约20微米以及约5微米至约10微米的范围内。在一些实施例中，圆柱形硅藻壳的直径不超过约50微米、不超过约40微米、不超过约30微米、不超过约20微米、不超过约15微米、不超过约10微米、不超过约5微米、不超过约2微米或不超过约1微米。亦可为其他硅藻壳直径。
能量存储装置100可包括具有均匀或大体上均匀的硅藻壳内孔隙度和/或硅藻壳间孔隙度的硅藻壳和/或具有特定范围内的孔隙度的硅藻壳。在一些实施例中，能量存储装置100包括一或多个包含硅藻壳的层或膜，所述硅藻壳的孔隙度在约10％至约50％、约15％至约45％以及约20％至约40％的范围内。在一些实施例中，硅藻壳表面上的孔可具有约1纳米(nm)至约500纳米的尺寸(例如长度、宽度、直径和/或最长尺寸)。举例而言，硅藻壳表面上的孔隙可具有可有助于所需能量存储装置效能(例如有助于装置所需电气效能的能量存储装置的电解离子的扩散)的尺寸。亦可为其他硅藻壳孔隙度。
如本文所述，能量存储装置100可包含一或多个层或膜，所述层或膜包含不包括或大体上不包括涂覆或形成于硅藻壳50的表面上的表面改质材料和/或表面改质结构52的硅藻壳50和/或包括涂覆或形成于硅藻壳50的表面上以改质硅藻壳50的特征或属性的材料和/或结构52的硅藻壳50。举例而言，隔膜130可包括不包括或大体上包括涂覆或形成于硅藻壳50的表面上的表面改质材料和/或表面改质结构52的硅藻壳50，且电极140、150中的至少一者可包括包括涂覆或形成于硅藻壳50的表面上以改质硅藻壳50的特征或属性的材料和/或结构52的硅藻壳50。对于另一实例，隔膜130可包括不包括或大体上不包括涂覆或形成于硅藻壳50的表面上的表面改质材料和/或表面改质结构52的一些硅藻壳50及包括涂覆或形成于硅藻壳50的表面上以改质硅藻壳50的特征或属性的材料和/或结构52的一些硅藻壳50。
在一些实施例中，能量存储装置100包括具有不均匀或大体上不均匀的形状、尺寸、孔隙度、表面改质材料和/或结构、另一适合属性和/或其组合的硅藻壳。
在一些实施例中，可印刷能量存储装置100的一或多个层或膜。在一些实施例中，可由墨水印刷能量存储装置100的一或多个层或膜。在一些实施例中，墨水可使用多种本文所述技术印刷，包含模板印刷、网版印刷、轮转印刷、模涂法、轮转式凹版印刷、柔版移印、其组合和/或类似者。在一些实施例中，墨水的黏度可根据所用印刷技术来调节(例如所需黏度可通过调节例如用于墨水溶剂的量来获得)。
在一些实施例中，可使用导电墨水印刷集电体。举例而言，集电体可包括印刷于基板上的导电材料。在一些实施例中，适合的基板可包含聚酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、纤维素(例如卡纸板、纸，包含经涂布纸，诸如塑料经涂布纸和/或纤维纸)。在一些实施例中，导电墨水可包括铝、银、铜、镍、铋、导电碳、碳纳米管、石墨烯、石墨、其组合和/或类似者。在一些实施例中，导电材料可包括银(Ag)、铜(Cu)、碳(C)(例如碳纳米管、石墨烯和/或石墨)、铝(Al)、镍(Ni)、其组合和/或类似者。适用于集电体的包括镍的导电材料的实例提供于2013年12月27日申请的题为“镍墨水及耐氧化且导电的涂层(NICKEL INKS AND OXIDATIONRESISTANT AND CONDUCTIVE COATINGS)”的PCT专利申请第PCT/US2013/078059号，其以全文引用的方式并入本文中。
在一些实施例中，墨水可使用多个硅藻壳制备。可印刷包括硅藻壳的墨水以形成能量存储装置的组分，诸如能量存储装置的电极或隔膜。在一些实施例中，墨水可包括包括上面形成的纳米结构，包含一或多个本文所述的纳米结构的硅藻壳。举例而言，可印刷包括覆盖纳米结构的硅藻壳的墨水以形成能量存储装置100的电极。在一些实施例中，墨水可包括不具有或大体上不具有上面形成的纳米结构的硅藻壳。举例而言，可印刷包括不具有或大体上不具有表面修饰的硅藻壳的墨水以形成能量存储装置100的隔膜130。
图7A至图7E为展示能量存储装置的实例的横截面图的示意图。在一些实施例中，图7A至图7E的能量存储装置为印刷能量存储装置。举例而言，图7A至图7E的能量存储装置可包含第一集电体110、第二集电体120、第一电极140、第二电极150以及隔膜130，其均为印刷的。举例而言，图7A至图7C的印刷能量存储装置的一或多个层可印刷于独立基板上且所述独立基板可随后组合于一起以形成能量存储装置，而图7D及图7E的能量存储装置的层可印刷于基板上。
在一些实施例中，图7A至图7C为展示部分印刷能量存储装置的实例的横截面图的示意图，而图7D及图7E为展示在各别制造过程的多个阶段期间完全印刷能量存储装置的横截面图的示意图。图7A至图7C中所示的能量存储装置可包含集电体110、120，所述集电体可为印刷的(例如于独立基板上方)和/或不为印刷的(例如充当上面印刷其他层的基板)。图7D及7E展示包含集电体110、120的能量存储装置的横截面图，所述集电体可为印刷的(例如各者于基板上方)或不为印刷的(例如在图7D的第一集电体110充当上面印刷其他层的基板，在图7E中第一集电体及第二集电体110、120一起充当上面印刷其他层的基板)。
在一些实施例中，图7A至图7E的第一集电体110、第二集电体120、第一电极140、第二电极150和/或隔膜130可具有一或多个特性和/或如本文所述制成。举例而言，第一集电体110、第二集电体120、第一电极140、第二电极150和/或隔膜130可使用一或多个如本文所述的技术和/或墨水组成物印刷。举例而言，电极140、150中的一者可包括包含有包括锰氧化物的纳米结构的硅藻壳(例如具有式MnxOy的氧化物，其中x为约1至约3且y为约1至约4)且电极140、150的另一者可包括包含有包括锌(例如ZnO)的纳米结构的硅藻壳，其中的一或两者可由墨水印刷。对于另一实例，隔膜130可包括不包括或大体上不包括表面改质的硅藻壳，其可由墨水印刷。如本文所述，非印刷集电体可包括导电箔，诸如包括以下各者的箔：铝、铜、镍、不锈钢、石墨(例如石墨纸)、石墨烯(例如石墨烯纸)、纳米管纳米管、碳泡沫体、其组合及其类似物。在一些实施例中，导电箔可进行层压且在其两个相对表面中的一者上具有聚合物层。
在图7A中，能量存储装置200包含第一结构202及第二结构204。第一结构202包括第一集电体110上方的第一电极140及第一电极140上方的隔膜130。第二结构204包括第二集电体120上方的第二电极150。在一些实施例中，第一电极140可印刷于第一集电体110上方。举例而言，第一电极140可直接印刷于第一集电体110上且与其接触。在一些实施例中，隔膜130可印刷于第一电极140上方。举例而言，隔膜130可直接印刷于第一电极140上且与其接触。在一些实施例中，隔膜130可印刷于第一电极140上方以使得隔膜130及第一集电体110包封或大体上包封第一电极140。在一些实施例中，第二电极150可印刷于第二集电体120上方，例如直接印刷于所述集电体120上且与其接触。在一些实施例中，制造能量存储装置200的方法可包含将第一结构202及第二结构204组合于一起。举例而言，制造图7A中所示的能量存储装置200可包含使第二结构204的第二电极150与第一结构202的隔膜130接触以使得隔膜130位于第一电极140与第二电极150之间。
图7B展示包括第一结构212的能量存储装置210，所述第一结构包括第一集电体110上方的第一电极140及第一电极140上方的隔膜130的第一部分。能量存储装置210可包括第二结构214，所述第二结构包括第二集电体120上方的第二电极150及第二电极150上方的隔膜130的第二部分。在一些实施例中，第二电极150印刷于第二集电体120上方。举例而言，第二电极150可印刷于第二集电体120上且与其直接接触。在一些实施例中，隔膜130的第二部分可印刷于第二电极150上且与其直接接触。举例而言，隔膜130的第二部分可印刷于第二电极150上且与其直接接触。在一些实施例中，第一电极140可印刷于第一集电体110上方。举例而言，第一电极140可印刷于第一集电体110上且与其直接接触。在一些实施例中，隔膜130的第一部分可印刷于第一电极140的上方。举例而言，隔膜130的第一部分可印刷于第一电极140上且与其直接接触。在一些实施例中，可印刷隔膜130的第一部分及第二部分以使得隔膜130的第一部分及第一集电体110包封或大体上包封第一电极140，和/或隔膜130的第二部分及第二集电体120包封或大体上包封第二电极150。在一些实施例中，制造能量存储装置210的方法可包含将第一结构212及第二结构214组合于一起(例如耦接)以形成能量存储装置210。组合第一结构212及第二结构214可包括在第一电极140与第二电极150之间提供隔膜130的第一部分及第二部分。举例而言，制造图7B中所示的能量存储装置210可包含使第二结构214的隔膜130的第二部分与第一结构212的隔膜130的第一部分接触以使得隔膜130的两个部分位于第一电极140与第二电极150之间。
如图7C中所示，在一些实施例中，能量存储装置220可包括第一结构222，所述第一结构包括于第一集电体110上方的第一电极140、于第一电极140上方的隔膜130以及于隔膜130上方的第二电极150。能量存储装置220可包括包括第二集电体120的第二结构224。在一些实施例中，第一电极140可印刷于第一集电体110上方。举例而言，第一电极140可印刷于第一集电体110上且与其直接接触。在一些实施例中，隔膜130可印刷于第一电极140上方。举例而言，隔膜130可印刷于第一电极140上且与直接其接触。在一些实施例中，隔膜130可印刷于第一电极140上方以使得隔膜130及第一集电体110包封或大体上包封第一电极140。在一些实施例中，第二电极150可印刷于隔膜130上方。举例而言，第二电极150可印刷于隔膜130上且与其直接接触。在一些实施例中，将能量存储装置220组合包含将第一结构222及第二结构224耦接以形成能量存储装置220。在一些实施例中，将第一结构222及第二结构224耦接可包含使第二集电体120与第二电极150接触以使得第二电极150位于第二集电体120与隔膜130之间。
如本文所述，图7D及图7E为完全印刷能量存储装置的示意图。图7D展示包括印刷集电体110、120、电极140、150以及隔膜130的垂直堆叠的能量存储装置230的实例。参见图7D，在一些实施例中，能量存储装置230的第一集电体110可印刷于基板上。在一些实施例中，第一电极140可印刷于第一集电体110上方。举例而言，第一电极140可印刷于第一集电体110上且与其直接接触。在一些实施例中，隔膜130可印刷于第一电极140上方。举例而言，隔膜130可印刷于第一电极140上且与直接其接触。在一些实施例中，第二电极150可印刷于隔膜130上方。举例而言，第二电极150可印刷于隔膜130上且与其直接接触。在一些实施例中，第二集电体120随后可印刷于第二电极150上方。举例而言，第二集电体120可印刷于第二集电体150上且与其直接接触。在一些实施例中，第二集电体120可印刷于第二电极150上方以使得第二集电体120及隔膜130包封或大体上包封第二电极150。在一些实施例中，隔膜130可印刷于第一电极140上方以使得隔膜130及第一集电体110包封或大体上包封第一电极140。
参见图7E，展示具有横向隔开的电极140、150的能量存储装置240。能量存储装置240可包含与第二集电体120横向隔开的第一集电体110以及分别位于集电体110及第二集电体120上方的第一电极140及第二电极150。隔膜130可位于第一电极140及第二电极150上方。举例而言，隔膜130可形成于第一电极140与第二电极150之间以使得电极140、150彼此电绝缘。在一些实施例中，隔膜130有助于使第一集电体110与第二集电体120之间电绝缘。在一些实施例中，第一集电体110、第二集电体120、第一电极140、第二电极150以及隔膜130中的每一者可为印刷的。举例而言，第一集电体110及第二集电体120可印刷于基板上。在一些实施例中，第一电极140可印刷于第一集电体110上且与其直接接触。举例而言，第一电极140可印刷于第一集电体110上且与其直接接触。在一些实施例中，第二电极150印刷于第二集电体120上方。举例而言，第二电极150可印刷于第二集电体120上且与其直接接触。在一些实施例中，隔膜130可印刷于第一电极140及第二电极150上方，诸如印刷于第一电极140与第二电极150上且与其直接接触。在一些实施例中，隔膜130可印刷于第一电极140及第二电极150上方以使得隔膜130及第一集电体110及第二集电体120可分别包封或大体上包封第一电极140及第二电极150。在一些实施例中，各与图7A的第一结构202及第二结构204类似的第一及第二结构(例如包括集电体及电极以及视情况存在的隔膜)可由不同电极活性材料(例如一或多种锰氧化物及ZnO)形成且接着横向耦接。
图8展示可形成能量存储装置的一部分的隔膜层或膜300的实例实施例(例如参见图6及图7A至图7E中所述的能量存储装置中的任一者的隔膜130)。隔膜300包含硅藻壳320。在一些实施例中，能量存储装置包含，包括硅藻壳320的隔膜层或膜300。举例而言，能量存储装置可包含包括有包含硅藻壳320的分散液的隔膜300。如本文所述，硅藻壳320可根据形状、尺寸、材料、孔隙度、其组合和/或类似者分选，以使得隔膜300包括具有均匀或大体上均匀的形状、尺寸(例如长度、直径)、孔隙度、材料、其组合和/或类似者的硅藻壳320。举例而言，隔膜300可包含具有圆柱形或大体上圆柱形形状(例如如图8中所示)、球形或大体上球形形状、另一形状和/或其组合的硅藻壳320。在一些实施例中，隔膜300包含具有涂覆或形成于硅藻壳320表面上的材料和/或结构的硅藻壳320。隔膜300可包括不包括否大体上不包括涂覆或形成于硅藻壳320表面上的表面改质材料和/或表面改质结构的硅藻壳320(例如如图8中所示)。隔膜300可包括包括涂覆或形成于硅藻壳320表面上以改质硅藻壳320的特征或属性的材料和/或结构的硅藻壳320。隔膜300可包括不包括或大体上不包括涂覆或形成于硅藻壳320的表面上的表面改质材料和/或表面改质结构的一些硅藻壳320及包括涂覆或形成于硅藻壳320的表面上以改质硅藻壳320的特征或属性的材料和/或结构的一些硅藻壳320。
隔膜300可包括机械强度足以能够在能量存储装置的第一电极140与第二电极150之间稳定或大体上稳定分隔的硅藻壳320(例如图6及图7A至图7E的第一电极140及第二电极150中的任一者)。在一些实施例中，隔膜300包括经配置以例如通过实现第一电极140与第二电极150之间的间隔距离降低和/或通过有助于第一电极140与第二电极150之间的离子物质流动而增加能量存储装置的效率的硅藻壳320。举例而言，对于改良的能量存储装置效率和/或机械强度，硅藻壳320可具有均匀或大体上均匀的形状、尺寸、孔隙度、表面改质材料和/或结构、其组合和/或类似者。能量存储装置的隔膜300可包括圆柱形或大体上圆柱形硅藻壳320，所述硅藻壳包含具有所需孔隙度、尺寸和/或表面改质材料和/或结构的壁。
隔膜300可包括一或多层硅藻壳320。包括硅藻壳320的隔膜300可具有均匀或大体上均匀的厚度。在一些实施例中，包括硅藻壳320的隔膜300的厚度尽可能薄。在一些实施例中，包括硅藻壳320的隔膜300的厚度为约1微米至约100微米，包含约1微米至约80微米、约1微米至约60微米、约1微米至约40微米、约1微米至约20微米、约1微米至约10微米、约5微米至约60微米、约5微米至约40微米、约5微米至约20微米、约5微米至约15微米、约5微米至约10微米、约10微米至约60微米、约10微米至约40微米、约10微米至约20微米、约10微米至约15微米以及约15微米至约30微米。在一些实施例中，隔膜的厚度包括小于约100微米、小于约90微米、小于约80微米、小于约70微米、小于约60微米、小于约50微米、小于约40微米、小于约30微米、小于约20微米、小于约15微米、小于约10微米、小于约5微米、小于约或2微米、小于约或1微米以及包含限定且包含前述值的范围。亦可为其他厚度的隔膜300。举例而言，隔膜300可包括单层硅藻壳320以使得隔膜300的厚度可至少部分取决于硅藻壳320的尺寸(例如最长轴线、长度或直径)。
隔膜300可包括具有不均匀或大体上不均匀的形状、尺寸、孔隙度、表面改质材料和/或结构其组合和/或类似者的硅藻壳320。
在一些实施例中，隔膜300可包含由非导电材料制成的中空和/或固体微球体。举例而言，隔膜300可包含由玻璃、氧化铝、二氧化硅、聚苯乙烯、三聚氰胺、其组合和/或类似者制成的中空和/或固体微球体。在一些实施例中，微球体可具有有助于印刷隔膜300的尺寸。举例而言，隔膜300可包含直径为约0.1微米(μm)至约50微米的微球体。包括中空和/或固体微球体的隔膜的实例提供于2012年8月9日申请的题为“用于能量存储装置的可印刷离子凝胶隔膜层(PRINTABLE IONIC GEL SEPARATION LAYER FOR ENERGY STORAGEDEVICES)”的美国专利申请第13/223,279号中，其以全文引用的方式并入本文中。
在一些实施例中，隔膜300包括经配置以降低能量存储装置的第一电极140与第二电极150之间的电阻的材料。举例而言，再参考图8，在一些实施例中，隔膜300包括电解质340。电解质340可包含有助于离子物质的导电性的任何材料，包含例如包括可在能量存储装置的第一电极140与第二电极150之间行进的移动离子物质的材料。电解质340可包括可形成离子物质的任何化合物，包含(但不限于)硫酸钠(Na2SO4)、氯化锂(LiCl)和/或硫酸钾(K2SO4)。在一些实施例中，电解质340包括酸、碱或盐。在一些实施例中，电解质340包括强酸，包含(但不限于)硫酸(H2SO4)和/或磷酸(H3PO4)或强碱，包含(但不限于)氢氧化钠(NaOH)和/或氢氧化钾(KOH)。在一些实施例中，电解质340包括具有一或多种溶解的离子物质的溶剂。举例而言，电解质340可包括有机溶剂。在一些实施例中，电解质340包含离子液体或有机液体盐。电解质340可包括具有离子液体的水溶液。电解质340可包括具有离子液体的盐溶液。在一些实施例中，包括离子液体的电解质340包含丙二醇和/或乙腈。在一些实施例中，包括离子液体的电解质340包含酸或碱。举例而言，电解质340可包括与氢氧化钾(例如添加0.1摩尔/升KOH溶液)组合的离子液体。
在一些实施例中，电解质340可包含一或多种离子液体和/或一或多种盐，2014年4月9日申请的题为“印刷能量存储装置(PRINTED ENERGY STORAGE DEVICE)”的美国专利申请案第14/249,316号，其以全文引用的方式并入本文中。
在一些实施例中，隔膜300包括聚合物360，诸如聚合凝胶。聚合物360可与电解质340组合。适合聚合物360可呈现电及电化学稳定性，例如当在电化学反应期间与电解质340组合和/或经受电位(例如能量存储装置的电极140、150之间存在的电位)时维持完整性和/或官能性。在一些实施例中，聚合物360可为无机聚合物。在一些实施例中，聚合物360可为合成聚合物。隔膜300可包含包括以下各者的聚合物360：例如纤维素(例如塞璐芬(cellophane))、聚酰胺(例如耐纶(nylon))、聚丙烯、聚烯烃、聚乙烯(例如辐射接枝聚乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、聚(氧化乙烯)、丙烯腈)、聚(乙烯醇)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(氯乙烯)、聚[双(甲氧基乙氧基乙氧基膦腈)]、聚(乙烯基砜)、聚(乙烯基吡咯啶酮)、聚(环氧丙烷)、其共聚物、其组合和/或类似者。在一些实施例中，聚合物360包括聚四氟乙烯(PTFE)，包含(例如)包括PTFE于水中的分散液的水溶液(例如水性悬浮液)。在一些实施例中，隔膜300可包括石棉、钛酸钾纤维、纤维肠衣、硼硅酸玻璃、氧化锆、其组合和/或类似者。在一些实施例中，将电解质340固定在聚合物360内或上面以形成固体或半固体物质。在一些此类实施例中，将电解质340固定于聚合凝胶上或内部，例如以形成电解凝胶。
在一些实施例中，隔膜300视情况包括黏着材料以实现隔膜300内的硅藻壳320和/或能量存储装置的隔膜300与第一电极140和/或第二电极150之间的改良的黏着性。在一些实施例中，黏着材料包括聚合物360。举例而言，黏着材料可包括展现电及电化学稳定性的聚合物360，且在隔膜300内和/或在能量存储装置的隔膜300与第一电极140和/或第二电极150之间提供足够黏着度。
在一些实施例中，印刷能量存储装置的隔膜的墨水包括不具有或大体上不具有表面改质、聚合物、离子液体、电解质盐和/或溶剂的多个硅藻壳。适合溶剂的实例提供于2014年4月9日申请的题为“印刷能量存储装置(PRINTED ENERGY STORAGE DEVICE)”的美国专利申请案第14/249,316号中，其以全文引用的方式并入本文中。在一些实施例中，用于印刷隔膜的墨水用溶剂可包括二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、四甲基脲、二甲亚砜(DMSO)、磷酸三乙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、其组合和/或类似者。在一些实施例中，用于印刷隔膜的墨水包括以下组成：约5重量％至约20重量％的不具有表面改质的硅藻壳(例如纯化硅藻壳)、约3重量％至约10重量％的聚合物组分(例如聚偏二氟乙烯，例如可购自宾夕法尼亚州普鲁士王的阿科玛公司(Arkema Inc.of King of Prussia,Pennsylvania)的ADX)、约15重量％至约40重量％的离子液体(例如1-乙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐)、约1重量％至约5重量％的盐(例如四氟硼酸锌)、约25重量％至约76重量％的溶剂(例如N-甲基-2-吡咯啶酮)。在一些实施例中，其他聚合物、离子液体、盐(例如其他锌盐)和/或溶剂亦可为适合的。
在一些实施例中，制备用于隔膜的墨水的方法可包含将黏合剂溶解于溶剂中。举例而言，将黏合剂溶解于溶剂中可包含在约80℃至约180℃的温度下加热包括黏合剂及溶剂的混合物约5分钟至约30分钟。在一些实施例中，加热可使用加热板进行。在一些实施例中，可将离子液体及电解质盐添加至混合物中，诸如而混合物在加热之后为温热的。可搅拌黏合剂、溶剂离子液体以及电解质盐诸如约5分钟至约10分钟，以有助于所需混合。在一些实施例中，随后可添加硅藻壳。添加硅藻壳可通过混合，诸如通过使用行星离心混合器促进。混合可使用行星离心混合器维持约1分钟至约15分钟来进行。
图9展示可形成能量存储装置(例如如参见如图6及图7A至图7E所述的能量存储装置中的任一者)的一部分的实例电极层或膜400。电极400包含硅藻壳420。在一些实施例中，能量存储装置包含包括硅藻壳420的一或多个电极层或膜400(例如如参见图6及图7A至图7E所述的能量存储装置中的任一者的第一电极140和/或第二电极150)。举例而言，能量存储装置可包含电极层或膜400，所述电极层或膜包括包含硅藻壳420的分散液。如本文所述，硅藻壳420可根据形状、尺寸、材料、孔隙度、其组合和/或类似者分选，以使得电极400包括具有均匀或大体上均匀的形状、尺寸(例如长度、直径)、孔隙度、材料、其组合和/或类似者的硅藻壳420。举例而言，电极400可包含具有圆柱形或大体上圆柱形形状(例如如图9中所示)、球形或大体上球形形状、另一形状和/或其组合的硅藻壳420。在一些实施例中，电极400包含具有涂覆或形成于硅藻壳420的表面上的材料和/或结构的硅藻壳420。电极400可包括不包括或大体上不包括表面改质材料的硅藻壳420，且可为绝缘的，和/或可具有涂覆或形成于硅藻壳420的表面上的表面改质结构。电极400可包括包括涂覆或形成于硅藻壳420的表面上以改质硅藻壳420的特征或属性的材料和/或结构的硅藻壳420(例如如图9中通过硅藻壳420的表面上的鸡爪形特征示意性地说明)。电极400可包括不包括或大体上不包括涂覆或形成于硅藻壳420的表面上的表面改质材料和/或表面改质结构的一些硅藻壳420及包括涂覆或形成于硅藻壳420的表面上以改质硅藻壳420的特征或属性的材料和/或结构的一些硅藻壳420。
电极400可包括针对机械强度选择的硅藻壳420，以使得包含电极400的能量存储装置可耐受压缩力和/或形状修改变形。在一些实施例中，电极400包括经配置以例如通过有助于离子物质在电极400内和/或电极400与能量存储装置的其他部件之间流动使能量存储装置的效率增加的硅藻壳420。举例而言，对于改良的能量存储装置效率和/或机械强度，硅藻壳420可具有均匀或大体上均匀的形状、尺寸、孔隙度、表面改质材料和/或结构、其组合和/或类似者。能量存储装置的电极400可包括包含具有所需孔隙度、尺寸和/或表面改质材料和/或结构的壁的圆柱形或大体上圆柱形硅藻壳420。
因此，电极400可包括一或多层硅藻壳420。包括硅藻壳420的电极400可具有均匀或大体上均匀的厚度。在一些实施例中，包括硅藻壳420的电极400的厚度至少部分取决于电阻、可获得的材料的量、所需能量装置厚度等。在一些实施例中，包括硅藻壳420的电极400的厚度为约1微米至约100微米，包含约1微米至约80微米、约1微米至约60微米、约1微米至约40微米、约1微米至约20微米、约1微米至约10微米、约5微米至约100微米、约5微米至约80微米、约5微米至约60微米、约5微米至约40微米、约5微米至约20微米、约5微米至约10微米、约10微米至约60微米、约10微米至约40微米、约10微米至约20微米、约10微米至约15微米以及约15微米至约30微米。在一些实施例中，包括硅藻壳420的电极400的厚度为小于约100微米、小于约90微米、小于约80微米、小于约70微米、小于约60微米、小于约50微米、小于约40微米、小于约30微米、小于约20微米、小于约10微米、小于约5微米、小于约2微米或小于约1微米以及包含限定且包含前述值的范围。亦可为其他厚度的隔膜300。
电极400可包括具有不均匀或大体上不均匀的形状、尺寸、孔隙度、表面改质材料和/或结构其组合和/或类似者的硅藻壳420。
在一些实施例中，电极400视情况包括提高电极400内电子的导电性的材料。举例而言，再参考图9，在一些实施例中，电极400包括改良电极400内的电导率的导电填充剂460。导电填充剂460可包括导电碳材料。举例而言，导电填充剂460可包括石墨碳、石墨烯、碳纳米管(例如单壁和/或多壁)、其组合和/或类似者。在一些实施例中，导电填充剂460可包含金属材料(例如银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)和/或铂(Pt))。在一些实施例中，导电填充剂460可包含半导体材料(例如硅(Si)、锗(Ge))和/或含半导体合金(例如铝-硅(AlSi)合金)。在包括多个电极400的能量存储装置100中，电极400可包含不同硅藻壳和/或不同添加剂，例如包含不同离子和/或离子产生物质。在一些实施例中，电极400可包括电解质，例如本文关于图8的隔膜300所述的电解质340。在一些实施例中，电极400可包括聚合物，例如本文关于图8的隔膜300所述的聚合物360。在一些实施例中，电极400可包含一或多种活性材料(例如游离活性材料，诸如除硅藻的硅藻壳的一或多个表面上的纳米结构活性材料以外的活性材料)。
在一些实施例中，电极400可包含黏合剂。黏合剂可包括聚合物。用于电极黏合剂的适合的聚合物、聚合前驱物和/或可聚合前驱物可包含例如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚乙二醇六氟丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯聚丙烯腈、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯己内酰胺、聚氯乙烯；聚酰亚胺聚合物及共聚物(例如脂族、芳族和/或半芳族聚酰亚胺)、聚酰胺、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸酯聚合物及共聚物(诸如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯、甲基丙烯酸烯丙酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚氯丁二烯、聚醚砜、耐纶、苯乙烯-丙烯腈树脂；聚乙二醇、黏土(诸如锂蒙脱石黏土、膨润土黏土、有机改质黏土)；糖及多糖，诸如瓜尔胶、黄原胶、淀粉、丁基橡胶、琼脂糖、果胶；纤维素及改质纤维素，诸如羟甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、丙基甲基纤维素、甲氧基纤维素、甲氧基甲基纤维素、甲氧基丙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、纤维素醚、纤维素乙醚、聚葡萄胺糖、其共聚物、其组合和/或类似者。
在一些实施例中，电极400可包含腐蚀抑制剂和/或一或多种其他功能添加剂。在一些实施例中，腐蚀抑制剂可包含一或多种表面活性有机化合物。在一些实施例中，腐蚀抑制剂可包括二醇、硅酸盐、汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、镓(Ga)、铟(In)、锑(Sn)、铋(Bi)、其组合和/或类似者。
在一些实施例中，电极400视情况包括黏着材料以在电极400内和/或在电极400与能量存储装置的另一组分(诸如隔膜130和/或集电体110、120)之间实现改良的硅藻壳420黏着性。在一些实施例中，电极400中的黏着材料包括聚合物，例如本文所述的聚合物360。
在一些实施例中，印刷能量存储装置的电极的墨水可包括包括形成于一或多个表面上的纳米结构的多个硅藻壳、导电填充剂(例如碳纳米管、石墨)、黏合剂组分、电解质(例如离子液体、电解质盐)和/或溶剂。举例而言，电解质可具有如本文所述的组成物。在一些实施例中，一或多种关于隔膜墨水所述的溶剂亦可适用于印刷电极的墨水。在一些实施例中，用于印刷电极的墨水用溶剂可包括二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、四甲基脲、二甲亚砜(DMSO)、磷酸三乙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、其组合和/或类似者。在一些实施例中，印刷电极的墨水可包括具有形成于一或多个表面上的锰氧化物纳米结构的硅藻壳。在一些实施例中，印刷电极的墨水包括具有形成于一或多个表面上的ZnO纳米结构的硅藻壳。
在一些实施例中，包括锰氧化物的用于印刷能量存储的电极的墨水可具有以下组成：约10重量％至约20重量％的具有一或多个覆盖锰氧化物的表面的硅藻壳、约0.2重量％至约2重量％碳纳米管(例如多壁碳纳米管，例如可购自俄克拉荷马州诺曼的西南纳米科技公司(SouthWest NanoTechnologies of Norman,Oklahoma))、多达约10重量％的石墨(例如C65，可购自瑞士的特密高石墨及碳公司(Timcal Graphite and Carbon,ofSwitzerland))、约1重量％至约5重量％的黏合剂(例如聚偏二氟乙烯，诸如HSV可购自宾夕法尼亚州普鲁士王的阿科玛公司)、约2重量％至约15重量％的离子液体(例如1-乙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐)以及约48重量％至约86.8重量％的溶剂(例如N-甲基-2-吡咯啶酮)。在一些实施例中，锰氧化物具有式MnxOy，其中x为约1至约3且y为约1至约4。举例而言，可印刷墨水以形成电池的阴极。
在一些实施例中，包括ZnO的用于印刷能量存储的电极的墨水可具有以下组成：约10重量％至约20重量％的包括上面形成的ZnO纳米结构的硅藻壳、约0.2重量％至约2重量％的碳纳米管(例如多壁碳纳米管，例如可购自俄克拉荷马州诺曼的西南纳米科技公司)、多达约10重量％的石墨(例如C65，可购自可购自瑞士的特密高石墨及碳公司)、约1重量％至约5重量％的黏合剂(例如聚偏二氟乙烯，诸如HSV可购自宾夕法尼亚州普鲁士王的阿科玛公司)、约2重量％至约15重量％的离子液体(例如1-乙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐)、约0.3重量％至约1％重量％的电解质盐(例如四氟硼酸锌)以及约47重量％至约86.5重量％的溶剂(例如N-甲基-2-吡咯啶酮)。举例而言，可印刷墨水以形成电池的阳极。
在一些实施例中，碳纳米管可包括多壁和/或单壁碳纳米管。在一些实施例中，其他类型的石墨、聚合物黏合剂、离子液体和/或溶剂亦可为适合的。
在一些实施例中，制备用于印刷电极的墨水的方法可经配置以提供碳纳米管于墨水中的所需分散液，用离子液体使硅藻壳饱和(例如在硅藻壳的内、内表面、外表面上和/或孔内提供离子液体)和/或将墨水的组份充分混合。在一些实施例中，制备墨水的方法包括将碳纳米管分散于离子液体中。在一些实施例中，可使用自动化研钵及研杵将碳纳米管分散于离子液体中。在一些实施例中，接着可将碳纳米管及离子液体分散于溶剂中。可使用超音波尖端将碳纳米管及离子液体分散于溶剂中。在一些实施例中，可将包括上面形成的纳米结构(例如锰氧化物或ZnO纳米结构)及石墨的硅藻壳添加至碳纳米管、离子液体以及溶剂中且使用离心混合器搅拌。在一些实施例中，亦可将电解质盐以及硅藻壳及石墨添加至碳纳米管、离子液体以及溶剂中，且使用离心混合器搅拌。举例而言，可使用行星离心混合器混合硅藻壳、石墨、碳纳米管、离子液体、溶剂和/或电解质盐约1分钟(min)至约10分钟。在一些实施例中，可将包括于溶剂中的聚合物黏合剂的溶液添加至包括硅藻壳、石墨、碳纳米管、离子液体、溶剂和/或电解质盐的混合物中，且进行加热。包括聚合物黏合剂及溶剂的溶液可具有约10重量％至约20重量％的聚合物黏合剂。可将包括聚合物黏合剂、硅藻壳、石墨、碳纳米管、离子液体、溶剂和/或电解质盐的混合物加热至约80℃至约180℃的温度。在一些实施例中，可进行加热约10分钟至约30分钟。在一些实施例中，加热板可以用于加热。在一些实施例中，可在加热的同时进行搅拌(例如用混合杆)。
图10至图13展示包括锰氧化物(例如具有式MnxOy的氧化物，其中x为约1至约3且y为约1至约4)阴极及使用本文所述的方法制成的ZnO阳极的印刷电池的实例的电效能。图10为印刷MnxOy及ZnO电池的放电曲线图，其中阴极包括包括上面形成的锰氧化物纳米结构的多个硅藻壳，且阳极包括包括上面形成的ZnO纳米结构的多个硅藻壳。电池电位可以伏特(V)示于y轴上且放电持续时间以小时(hr)示于x轴上。电池为丝网印刷的1.27厘米(cm)×1.27厘米正方形(亦即0.5吋(in)×0.5吋正方形)。电池包括印刷的集电体、阳极、阴极以及隔膜。阳极及阴极的平均厚度各为约40微米(μm)。阴极的总重量为约0.023克(g)，且锰氧化物的重量为约0.01克。阳极中活性材料ZnO的重量过量。
在图10中，电池自完全或大体上完全带电的状态放电至截止电压为约0.8伏。电池以约0.01安培/克(A/g)放电。电池表明约1.28毫安时(毫安时)的容量，及以阴极活性材料的重量计约128毫安时/克(mAh/g)的容量。图11展示在数个充电-放电循环之后图10的印刷电池的电容效能。电池循环40次且各循环的电容效能以初始电容的百分比示于y轴上。如图11所示，电容效能可在数个充电-放电循环的后改良。
图12为印刷MnxOy及ZnO电池的另一实例的充电-放电曲线，展示三个充电-放电循环期间各充电-放电循环随时间而变的电位效能。电位以伏(V)展示于y轴上，且时间以小时(hr)表现于x轴上。印刷电池为丝网印刷的1.27厘米(cm)×1.27厘米正方形(亦即0.5吋(in)×0.5吋正方形)。电池的阴极包括包括上面形成的锰氧化物纳米结构的多个硅藻壳，且阳极包括包括上面形成的ZnO纳米结构的多个硅藻壳。电池包括印刷的集电体、阳极、阴极以及隔膜。阳极及阴极的平均厚度各为约40微米(μm)。阴极的总重量为约0.021克(g)，且锰氧化物的重量为约0.01克。阳极中活性材料(例如ZnO)的重量过量。图12的印刷电池以阴极中活性材料的重量计以约0.01安/克(A/g)充电及放电。图13为图12的印刷MnxOy及ZnO电池的充电-放电曲线，其中充电及放电以约0.04安/克进行。两组曲线展示充电与放电的良好可重复性，表明印刷MnxOy/ZnO电池可为有效可再充电电池。
实例性实施例
以下实例性实施例鉴别本文所揭示的特征组合的一些可能排列，但特征组合的其他排列亦为可能的。
1.一种印刷能量存储装置，包括：
第一电极；
第二电极；以及
所述第一电极与所述第二电极之间的隔膜，所述第一电极、所述第二电极以及所述隔膜中的至少一者包含硅藻壳。
2.如实施例1所述的印刷能量存储装置，其中所述隔膜包含硅藻壳。
3.如实施例1或实施例2所述的印刷能量存储装置，其中所述第一电极包含硅藻壳。
4.如实施例1至实施例3中的任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述第二电极包含所述硅藻壳。
5.如实施例1至实施例4中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述硅藻壳具有大体上均匀的特性。
6.如实施例5所述的印刷能量存储装置，其中特性包括形状。
7.如实施例6所述的印刷能量存储装置，其中所述形状包括圆柱体、球体、盘或棱柱。
8.如实施例5至实施例7中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述特性包括尺寸。
9.如实施例8所述的印刷能量存储装置，其中所述尺寸包括直径。
10.如实施例9所述的印刷能量存储装置，其中所述直径在约2微米至约10微米的范围内。
11.如实施例8所述的印刷能量存储装置，其中所述尺寸包括长度。
12.如实施例9所述的印刷能量存储装置，其中所述长度在约5微米至约20微米的范围内。
13.如实施例8所述的印刷能量存储装置，其中所述尺寸包括最长轴线。
14.如实施例9所述的印刷能量存储装置，其中所述最长轴线在约5微米至约20微米的范围内。
15.如实施例5至实施例14中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述特性包括孔隙度。
16.如实施例15所述的印刷能量存储装置，其中所述孔隙度在约20％至约50％的范围内。
17.如实施例5至实施例16中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述特性包括机械强度。
18.如实施例1至实施例17中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述硅藻壳包括表面改质结构。
19.如实施例18所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质结构包含导电材料。
20.如实施例19所述的印刷能量存储装置，其中所述导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。
21.如实施例18至实施例20中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质结构包含氧化锌(ZnO)。
22.如实施例18至实施例21中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质结构包括半导体。
23.如实施例22所述的印刷能量存储装置，其中所述半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。
24.如实施例18至实施例23中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质结构包括纳米线、纳米粒子以及具有丛生叶形状的结构中的至少一者。
25.如实施例18至实施例24中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质结构位于所述硅藻壳的外表面上。
26.如实施例18至实施例25中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质结构位于所述硅藻壳的内表面上。
27.如实施例1至实施例26中任一项所述的装置，其中所述硅藻壳包括表面改质材料。
28.如实施例27所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质材料包含导电材料。
29.如实施例28所述的印刷能量存储装置，其中所述导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。
30.如实施例27至实施例29中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质材料包含氧化锌(ZnO)。
31.如实施例27至实施例30中任一项所述的装置，其中所述表面改质材料包括半导体。
32.如实施例31所述的印刷能量存储装置，其中所述半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。
33.如实施例27至实施例32中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质材料位于所述硅藻壳的外表面上。
34.如实施例37至实施例33中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述表面改质材料位于所述硅藻壳的内表面上。
35.如实施例1至实施例34中的任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述第一电极包括导电填充剂。
36.如实施例1至实施例35中的任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述第二电极包括导电填充剂。
37.如实施例34或实施例35所述的印刷能量存储装置，其中所述导电填充剂包括石墨碳。
38.如实施例35至实施例37中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述导电填充剂包括石墨烯。
39.如实施例1至实施例38中的任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述第一电极包括黏着材料。
40.如实施例1至实施例39中的任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述第二电极包括黏着材料。
41.如实施例1至实施例40中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述隔膜包括黏着材料。
42.如实施例39至实施例41中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述黏着材料包括聚合物。
43.如实施例1至实施例42中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述隔膜包括电解质。
44.如实施例43所述的印刷能量存储装置，其中所述电解质包括以下各者中的至少一者：离子液体、酸、碱以及盐。
45.如实施例43或实施例44所述的印刷能量存储装置，其中所述电解质包括电解凝胶。
46.如实施例1至实施例45中任一项所述的印刷能量存储装置，更包括与所述第一电极电连通的第一集电体。
47.如实施例1至实施例46中任一项的印刷能量存储装置，更包括与所述第二电极电连通的二集电体。
48.如实施例1至实施例47中任一项所述的装置，其中所述印刷能量存储装置包括电容器。
49.如实施例1至实施例47中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述印刷能量存储装置包括超级电容器。
50.如实施例1至实施例47中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述印刷能量存储装置包括电池。
51.一种系统，包括多个彼此向上堆叠的如实施例1至实施例50中任一项所述的印刷能量存储装置。
52.一种电装置，包括如实施例1至实施例50中任一项所述的印刷能量存储装置或如实施例51所述的系统。
53.一种用于印刷能量存储装置的膜，所述膜包括硅藻壳。
54.如实施例53所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述硅藻壳具有大体上均匀的特性。
55.如实施例54的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述特性包括形状。
56.如实施例55所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述形状包括圆柱体、球体、盘或棱柱。
57.如实施例54至实施例56中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述特性包括尺寸。
58.如实施例57所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述尺寸包括直径。
59.如实施例58所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述直径在约2微米至约10微米的范围内。
60.如实施例54至实施例59中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述尺寸包括长度。
61.如实施例60所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述长度在约5微米至约20微米的范围内。
62.如实施例54至实施例61中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述尺寸包括最长轴线。
63.如实施例62所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述最长轴线在约5微米至约20微米的范围内。
64.如实施例54至实施例63中任一项所述的膜，其中所述特性包括孔隙度。
65.如实施例64所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述孔隙度在约20％至约50％的范围内。
66.如实施例54至实施例65中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述特性包括机械强度。
67.如实施例53至实施例66中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述硅藻壳包括表面改质结构。
68.如实施例67所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质结构包含导电材料。
69.如实施例68所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。
70.如实施例67至实施例69中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质结构包含氧化锌(ZnO)。
71.如实施例67至实施例70中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质结构包含半导体。
72.如实施例71所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。
73.如实施例67至实施例72中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质结构包括纳米线、纳米粒子以及具有丛生叶形状的结构中的至少一者。
74.如实施例67至实施例73中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质结构位于所述硅藻壳的外表面上。
75.如实施例67至实施例74中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质结构位于所述硅藻壳的内表面上。
76.如实施例53至实施例75中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述硅藻壳包括表面改质材料。
77.如实施例76所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中表面改质材料包含导电材料。
78.如实施例77所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。
79.如实施例76至实施例78中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质材料包含氧化锌(ZnO)。
80.如实施例76至实施例79中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质材料包括半导体。
81.如实施例80所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。
82.如实施例76至实施例81中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质材料位于所述硅藻壳的外表面上。
83.如实施例76至实施例82中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述表面改质材料位于所述硅藻壳的内表面上。
84.如实施例83至实施例83中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，更包括导电填充剂。
85.如实施例84所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述导电填充剂包括石墨碳。
86.如实施例84或实施例85所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述导电填充剂包括石墨烯。
87.如实施例53至实施例86中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，更包括黏着材料。
88.如实施例87所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述黏着材料包括聚合物。
89.如实施例53至实施例88中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜，更包括电解质。
90.如实施例89所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述电解质包括以下各者中的至少一者：离子液体、酸、碱以及盐。
91.如实施例89或实施例90所述的用于印刷能量存储装置的膜，其中所述电解质包括电解凝胶。
92.一种能量存储装置，包括如实施例53至实施例91中任一项所述的用于印刷能量存储装置的膜。
93.如实施例92所述的能量存储装置，其中所述印刷能量存储装置包括电容器。
94.如实施例92所述的能量存储装置，其中所述印刷能量存储装置包括超级电容器。
95.如实施例92所述的能量存储装置，其中所述印刷能量存储装置包括电池。
96.一种系统，包括多个彼此向上堆叠的如实施例92至实施例95中任一项所述的能量存储装置。
97.一种电装置，包括如实施例92至实施例95中任一项所述的装置或如实施例96所述的系统。
98.一种制造印刷能量存储装置的方法，所述方法包括：
形成第一电极；
形成第二电极；以及
形成所述第一电极与所述第二电极之间的隔膜，所述第一电极、所述第二电极以及所述隔膜中的至少一者包含硅藻壳。
99.如实施例98所述的制造方法，其中所述隔膜包含所述硅藻壳。
100.如实施例99所述的制造方法，其中形成所述隔膜包含形成包含所述硅藻壳的分散液。
101.如实施例99或实施例100所述的制造方法，其中形成所述隔膜包含网版印刷所述隔膜。
102.如实施例99所述的制造方法，其中形成所述隔膜包含形成包含所述硅藻壳的膜。
103.如实施例102所述的制造方法，其中形成所述隔膜包含辊对辊印刷包含所述隔膜的所述膜。
104.如实施例98至实施例103中的任一项所述的制造方法，其中所述第一电极包含所述硅藻壳。
105.如实施例104所述的制造方法，其中形成所述第一电极包含形成包含所述硅藻壳的分散液。
106.如实施例104或实施例105所述的制造方法，其中形成所述第一电极包含网版印刷所述第一电极。
107.如实施例104所述的制造方法，其中形成所述第一电极包含形成包含所述硅藻壳的膜。
108.如实施例107所述的制造方法，其中形成所述第一电极包含辊对辊印刷包含所述第一电极的所述膜。
109.如实施例98至实施例108中的任一项所述的制造方法，其中所述第二电极包含所述硅藻壳。
110.如实施例109所述的制造方法，其中形成所述第二电极包含形成包含所述硅藻壳的分散液。
111.如实施例109或实施例110所述的制造方法，其中形成所述第二电极包含网版印刷所述第二电极。
112.如实施例109所述的制造方法，其中形成所述第二电极包含形成包含所述硅藻壳的膜。
113.如实施例112所述的制造方法，其中形成所述第二电极包含辊对辊印刷包含所述第二电极的所述膜。
114.如实施例98至实施例113中任一项所述的制造方法，更包括根据特性分选所述硅藻壳。
115.如实施例114所述的制造方法，其中所述特性包括形状、尺寸、材料以及孔隙度中的至少一者。
116.一种墨水，包括：
溶液；以及
将硅藻壳分散于所述溶液中。
117.如实施例116所述的墨水，其中所述硅藻壳具有大体上均匀的特性。
118.如实施例117所述的墨水，其中所述特性包括形状。
119.如实施例118所述的装置，其中所述形状包括圆柱体、球体、盘或棱柱。
120.如实施例117至实施例119中任一项所述的墨水，其中所述特性包括尺寸。
121.如实施例120所述的墨水，其中所述尺寸包括直径。
122.如实施例121所述的墨水，其中所述直径在约2微米至约10微米的范围内。
123.如实施例117至实施例122中任一项所述的墨水，其中所述尺寸包括长度。
124.如实施例123所述的墨水，其中所述长度在约5微米至约20微米的范围内。
125.如实施例117至实施例124中任一项所述的墨水，其中所述尺寸包括最长轴线。
126.如实施例125所述的墨水，其中所述最长轴线在约5微米至约20微米的范围内。
127.如实施例117至实施例126中任一项所述的墨水，其中所述特性包括孔隙度。
128.如实施例127所述的墨水，其中所述孔隙度在约20％至约50％的范围内。
129.如实施例117至实施例128中任一项所述的墨水，其中所述特性包括机械强度。
130.如实施例116至实施例129中任一项所述的墨水，其中所述硅藻壳包括表面改质结构。
131.如实施例130所述的墨水，其中所述表面改质结构包含导电材料。
132.如实施例131所述的装置，其中所述导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。
133.如实施例130至实施例132中任一项所述的墨水，其中所述表面改质结构包含氧化锌(ZnO)。
134.如实施例130至实施例133中任一项所述的墨水，其中所述表面改质结构包括半导体。
135.如实施例134所述的墨水，其中所述半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。
136.如实施例130至实施例135中任一项所述的墨水，其中所述表面改质结构包括纳米线、纳米粒子以及具有丛生叶形状的结构中的至少一者。
137.如实施例130至实施例136中任一项所述的墨水，其中所述表面改质结构位于所述硅藻壳的外表面上。
138.如实施例130至实施例137中任一项所述的墨水，其中所述表面改质结构位于所述硅藻壳的内表面上。
139.如实施例116至实施例138中任一项所述的墨水，其中所述硅藻壳包括表面改质材料。
140.如实施例139所述的墨水，其中表面改质材料包含导电材料。
141.如实施例140所述的墨水，其中所述导电材料包含以下各者中的至少一者：银、铝、钽、铜、锂、镁以及黄铜。
142.如实施例139至实施例141中任一项所述的墨水，其中所述表面改质材料包含氧化锌(ZnO)。
143.如实施例139至实施例142中任一项所述的墨水，其中所述表面改质材料包括半导体。
144.如实施例143所述的墨水，其中所述半导体包含以下各者中的至少一者：硅、锗、硅锗以及砷化镓。
145.如实施例139至实施例144中任一项所述的墨水，其中所述表面改质材料位于所述硅藻壳的外表面上。
146.如实施例139至实施例145中任一项所述的墨水，其中所述表面改质材料位于所述硅藻壳的内表面上。
147.如实施例116至实施例146中任一项所述的墨水，更包括导电填充剂。
148.如实施例147所述的墨水，其中所述导电填充剂包括石墨碳。
149.如实施例147或实施例148所述的墨水，其中所述导电填充剂包括石墨烯。
150.如实施例116至实施例149中任一项所述的墨水，更包括黏着材料。
151.如实施例150所述的墨水，其中所述黏着材料包括聚合物。
152.如实施例116至实施例151中任一项所述的墨水，更包括电解质。
153.如实施例152所述的装置，其中所述电解质包括以下各者中的至少一者：离子液体、酸、碱以及盐。
154.如实施例152或实施例153所述的墨水，其中所述电解质包括电解凝胶。
155.一种装置，包括如实施例116至实施例154中任一项所述的墨水。
156.如实施例155所述的装置，其中所述装置包括印刷能量存储装置。
157.如实施例156所述的装置，其中所述印刷能量存储装置包括电容器。
158.如实施例156所述的装置，其中所述印刷能量存储装置包括超级电容器。
159.如实施例156所述的装置，其中所述印刷能量存储装置包括电池。
160.一种提取硅藻的硅藻壳部分的方法，所述方法包括：
将多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中；
移除有机污染物及无机污染物中的至少一者污染物；
将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于界面活性剂中，所述界面活性剂会降低所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结；以及
使用盘式堆叠离心机提取具有至少一个共同特征的多个硅藻的硅藻壳部分。
161.如实施例160所述的提取方法，其中所述至少一个共同特征包括以下各者中的至少一者：尺寸、形状、材料以及破碎程度。
162.如实施例161所述的提取方法，其中所述尺寸包括长度及直径中的至少一者。
163.如实施例160至实施例162中任一项所述的提取方法，其中固体混合物包括所述多个硅藻的硅藻壳部分。
164.如实施例163所述的提取方法，更包括降低所述固体混合物的粒子尺寸。
165.如实施例164所述的提取方法，其中降低所述固体混合物的所述粒子尺寸在将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中之前。
166.如实施例164或165所述的提取方法，其中降低所述粒子尺寸包括对所述固体混合物进行研磨。
167.如实施例166所述的提取方法，其中对所述固体混合物进行研磨包括对所述固体混合物施用研钵及研杵、罐磨机以及碎石机中的至少一者。
168.如实施例163至实施例167中任一项所述的提取方法，更包括提取所述固体混合物的组分，所述组分的最长组分尺寸大于所述多个硅藻的硅藻壳部分的最长硅藻壳部分尺寸。
169.如实施例168所述的提取方法，其中提取所述固体混合物的所述组分包括筛分所述固体混合物。
170.如实施例169所述的提取方法，其中筛分所述固体混合物包括用筛孔尺寸为约15微米至约25微米的筛网处理所述固体混合物。
171.如实施例169所述的提取方法，其中筛分所述固体混合物包括用筛孔尺寸为约10微米至约25微米的筛网处理所述固体混合物。
172.如实施例160至实施例171中任一项所述的提取方法，更包括分选所述多个硅藻的硅藻壳部分以分离第一硅藻的硅藻壳部分与第二硅藻的硅藻壳部分，所述第一硅藻的硅藻壳部分具有较大最长尺寸。
173.如实施例172所述的提取方法，其中所述第一硅藻的硅藻壳部分包括多个完整硅藻的硅藻壳部分。
174.如实施例172或实施例173所述的提取方法，其中所述第二硅藻的硅藻壳部分包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
175.如实施例172至实施例174中任一项所述的提取方法，其中分选包括过滤所述多个硅藻的硅藻壳部分。
176.如实施例175所述的提取方法，其中过滤包括干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。
177.如实施例176所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括搅拌。
178.如实施例176或实施例177所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括振荡。
179.如实施例176至实施例178中任一项所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括鼓泡。
180.如实施例175至实施例179中任一项所述的提取方法，其中过滤包括将筛网施用于所述多个硅藻的硅藻壳部分。
181.如实施例180所述的提取方法，其中所述筛网具有约5微米至约10微米的筛孔尺寸。
182.如实施例180所述的提取方法，其中所述筛网的筛孔尺寸为约7微米。
183.如实施例160至实施例182中任一项所述的提取方法，更包括获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分。
184.如实施例183所述的提取方法，其中获得所述洗涤的硅藻的硅藻壳部分包括在移除所述有机污染物及所述无机污染物中的至少一者之后用清洁溶剂洗涤所述多个硅藻的硅藻壳部分。
185.如实施例183或实施例184所述的提取方法，其中获得所述洗涤的硅藻的硅藻壳部分包括用清洁溶剂洗涤具有至少一个共同特征的硅藻的硅藻壳部分。
186.如实施例184或实施例185所述的提取方法，更包括移除所述清洁溶剂。
187.如实施例186所述的提取方法，其中移除所述清洁溶剂包括在移除所述有机污染物及所述无机污染物中的至少一者之后使所述多个硅藻的硅藻壳部分沉降。
188.如实施例186或实施例187所述的提取方法，其中移除所述清洁溶剂包括使具有所述至少一个共同特征的所述多个硅藻的硅藻壳部分沉降。
189.如实施例187或实施例188所述的提取方法，其中沉降包括离心。
190.如实施例189所述的提取方法，其中离心包括应用适用于大规模处理的离心机。
191.如实施例190所述的提取方法，其中离心包括应用盘式堆叠离心机、倾析离心机以及管碗式离心机中的至少一者。
192.如实施例184至191中任一项所述的提取方法，其中所述分散溶剂及所述清洁溶剂中的至少一者包括水。
193.如实施例160至实施例192中任一项所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于所述分散溶剂中及将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于所述界面活性剂中的至少一者包括对所述多个硅藻的硅藻壳音波处理。
194.如实施例160至实施例193中任一项所述的提取方法，其中所述界面活性剂包括阳离子界面活性剂。
195.如实施例194所述的提取方法，其中所述阳离子界面活性剂包括以下各者中的至少一者：苯扎氯铵、溴化十六烷基三甲基铵、月桂基甲基葡萄糖聚醚-10羟丙基二甲基氯化铵、苄索氯铵、苄索氯铵、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷、氯化二甲基二十八烷基铵以及氢氧化四甲基铵。
196.如实施例160至实施例195中任一项所述的提取方法，其中所述界面活性剂包括非离子界面活性剂。
197.如实施例196所述的提取方法，其中所述非离子界面活性剂包括以下各者中的至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇单十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物(TritonX-100TM)、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。
198.如实施例160至实施例197中任一项所述的提取方法，更包括将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中。
199.如实施例198所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中在将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中之前。
200.如实施例198所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中在将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中之后。
201.如实施例198所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中与将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中至少部分同步。
202.如实施例198至实施例201中任一项所述的提取方法，其中所述添加剂组分包括以下各者中的至少一者：氯化钾、氯化铵、氢氧化铵以及氢氧化钠。
203.如实施例160至实施例202中任一项的所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散包括获得包括约1重量百分比至约5重量百分比的所述多个硅藻的硅藻壳部分的分散液。
204.如实施例160至实施例203中任一项所述的提取方法，其中移除所述有机污染物包括在漂白剂存在下加热所述多个硅藻的硅藻壳部分。
205.如实施例204所述的提取方法，其中所述漂白剂包括过氧化氢及硝酸中的至少一者。
206.如实施例205所述的提取方法，其中加热包括于溶液中加热所述多个硅藻的硅藻壳部分，所述溶液包括量在约10体积百分比至约20体积百分比的范围内的过氧化氢。
207.如实施例204至实施例206中任一项所述的提取方法，其中加热包括加热所述多个硅藻的硅藻壳部分持续约5分钟至约15分钟。
208.如实施例160至实施例207中任一项所述的提取方法，其中移除所述有机污染物包括将所述多个硅藻的硅藻壳部分退火。
209.如实施例160至实施例208中任一项所述的提取方法，其中移除所述无机污染物包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者。
210.如实施例209所述的提取方法，其中所述组合包括于溶液中混合所述多个硅藻的硅藻壳部分，所述溶液包括约15体积百分比至约25体积百分比的盐酸。
211.如实施例210所述的提取方法，其中所述混合持续约20分钟至约40分钟。
212.一种提取硅藻的硅藻壳部分的方法，所述方法包括：
使用盘式堆叠离心机提取具有至少一个共同特征的多个硅藻的硅藻壳部分。
213.如实施例212所述的提取方法，更包括将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中。
214.如实施例212或实施例213所述的提取方法，更包括移除有机污染物及无机污染物中的至少一者。
215.如实施例212至实施例214中任一项所述的提取方法，更包括将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于界面活性剂中，所述界面活性剂会降低所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。
216.如实施例212至实施例215中任一项所述的提取方法，其中所述至少一个共同特征包括以下各者中的至少一者：尺寸、形状、材料以及破碎程度。
217.如实施例216所述的提取方法，其中所述尺寸包括长度及直径中的至少一者。
218.如实施例212至实施例217中任一项所述的提取方法，其中固体混合物包括所述多个硅藻的硅藻壳部分。
219.如实施例218所述的提取方法，更包括降低所述固体混合物的粒子尺寸。
220.如实施例219所述的提取方法，其中降低所述固体混合物的所述粒子尺寸在将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中之前。
221.如实施例219或实施例220所述的提取方法，其中降低所述粒子尺寸包括对所述固体混合物进行研磨。
222.如实施例221所述的提取方法，其中对所述固体混合物进行研磨包括对所述固体混合物施用研钵及研杵、罐磨机以及碎石机中的至少一者。
223.如实施例219至实施例222中任一项所述的提取方法，更包括提取所述固体混合物的组分，所述组分的最长组分尺寸大于所述多个硅藻的硅藻壳部分的最长硅藻壳部分尺寸。
224.如实施例223所述的提取方法，其中提取所述固体混合物的所述组分包括筛分所述固体混合物。
225.如实施例224所述的提取方法，其中筛分所述固体混合物包括用筛孔尺寸为约15微米至约25微米的筛网处理所述固体混合物。
226.如实施例224所述的提取方法，其中筛分所述固体混合物包括用筛孔尺寸为约10微米至约25微米的筛网处理所述固体混合物。
227.如实施例212至实施例226中任一项所述的提取方法，更包括分选所述多个硅藻的硅藻壳部分以分离第一硅藻的硅藻壳部分与第二硅藻的硅藻壳部分，所述第一硅藻的硅藻壳部分具有较大最长尺寸。
228.如实施例227所述的提取方法，其中所述第一硅藻的硅藻壳部分包括多个完整硅藻的硅藻壳部分。
229.如实施例227或实施例228所述的提取方法，其中所述第二硅藻的硅藻壳部分包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
230.如实施例227至实施例229中任一项所述的提取方法，其中分选包括过滤所述多个硅藻的硅藻壳部分。
231.如实施例230所述的提取方法，其中过滤包括干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。
232.如实施例231所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括搅拌。
233.如实施例231或实施例282所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括振荡。
234.如实施例231至实施例233中任一项所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括鼓泡。
235.如实施例230至实施例234中任一项所述的提取方法，其中过滤包括将筛网施用于所述多个硅藻的硅藻壳部分。
236.如实施例235所述的提取方法，其中所述筛网具有约5微米至约10微米的筛孔尺寸。
237.如实施例235所述的提取方法，其中所述筛网的筛孔尺寸为约7微米。
238.如实施例212至实施例237中任一项所述的提取方法，更包括获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分。
239.如实施例238所述的提取方法，其中获得所述洗涤的硅藻的硅藻壳部分包括在移除所述有机污染物及所述无机污染物中的至少一者之后用清洁溶剂洗涤所述多个硅藻的硅藻壳部分。
240.如实施例238或实施例239所述的提取方法，其中获得所述洗涤的硅藻的硅藻壳部分包括用清洁溶剂洗涤具有至少一个共同特征的硅藻的硅藻壳部分。
241.如实施例239或实施例240所述的提取方法，更包括移除所述清洁溶剂。
242.如实施例241所述的提取方法，其中移除所述清洁溶剂包括在移除所述有机污染物及所述无机污染物中的至少一者之后使所述多个硅藻的硅藻壳部分沉降。
243.如实施例241或实施例242所述的提取方法，其中移除所述清洁溶剂包括使具有所述至少一个共同特征的所述多个硅藻的硅藻壳部分沉降。
244.如实施例242或实施例243所述的提取方法，其中沉降包括离心。
245.如实施例244所述的提取方法，其中离心包括应用适用于大规模处理的离心机。
246.如实施例245所述的提取方法，其中离心包括应用盘式堆叠离心机、倾析离心机以及管碗式离心机中的至少一者。
247.如实施例240至实施例246中任一项所述的提取方法，其中所述分散溶剂及所述清洁溶剂中的至少一者包括水。
248.如实施例215至实施例247中任一项所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于所述分散溶剂中及将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于所述界面活性剂中的至少一者包括对所述多个硅藻的硅藻壳音波处理。
249.如实施例215至实施例248中任一项所述的提取方法，其中所述界面活性剂包括阳离子界面活性剂。
250.如实施例249所述的提取方法，其中所述阳离子界面活性剂包括以下各者中的至少一者：苯扎氯铵、溴化十六烷基三甲基铵、月桂基甲基葡萄糖聚醚-10羟丙基二甲基氯化铵、苄索氯铵、苄索氯铵、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷、氯化二甲基二十八烷基铵以及氢氧化四甲基铵。
251.如实施例212至实施例250中任一项所述的提取方法，其中所述界面活性剂包括非离子界面活性剂。
252.如实施例251所述的提取方法，其中所述非离子界面活性剂包括以下各者中的至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇单十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物(TritonX-100TM)、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。
253.如实施例212至实施例252中任一项所述的提取方法，更包括将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中。
254.如实施例253所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中在将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中之前。
255.如实施例253所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中在将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中之后。
256.如实施例253所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中与将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中至少部分同步。
257.如实施例253至实施例256中任一项所述的提取方法，其中所述添加剂组分包括以下各者中的至少一者：氯化钾、氯化铵、氢氧化铵以及氢氧化钠。
258.如实施例213至实施例257中任一项所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于所述分散溶剂中包括获得包括约1重量百分比至约5重量百分比的所述多个硅藻的硅藻壳部分的分散液。
259.如实施例214至实施例258中任一项所述的提取方法，其中移除所述有机污染物包括在漂白剂存在下加热所述多个硅藻的硅藻壳部分。
260.如实施例259所述的提取方法，其中所述漂白剂包括过氧化氢及硝酸中的至少一者。
261.如实施例260所述的提取方法，其中加热包括于溶液中加热所述多个硅藻的硅藻壳部分，所述溶液包括量在约10体积百分比至约20体积百分比的范围内的过氧化氢。
262.如实施例259至实施例261中任一项所述的提取方法，其中加热包括加热所述多个硅藻的硅藻壳部分持续约5分钟至约15分钟。
263.如实施例214至实施例262中任一项所述的提取方法，其中移除所述有机污染物包括将所述多个硅藻的硅藻壳部分退火。
264.如实施例214至实施例263中任一项所述的提取方法，其中移除所述无机污染物包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者。
265.如实施例264所述的提取方法，其中所述组合包括于溶液中混合所述多个硅藻的硅藻壳部分，所述溶液包括约15体积百分比至约25体积百分比的盐酸。
266.如实施例265所述的提取方法，其中所述混合持续约20分钟至约40分钟。
267.一种提取硅藻的硅藻壳部分的方法，所述方法包括：
将多个硅藻的硅藻壳部分与界面活性剂分散，所述界面活性剂会降低所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。
268.如实施例267所述的提取方法，更包括使用盘式堆叠离心机提取具有至少一个共同特征的多个硅藻的硅藻壳部分。
269.如实施例267或实施例268所述的提取方法，更包括将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中。
270.如实施例267至实施例269中任一项所述的提取方法，更包括移除有机污染物及无机污染物中的至少一者。
271.如实施例267至实施例270中任一项所述的提取方法，其中所述至少一个共同特征包括以下各者中的至少一者：尺寸、形状、材料以及破碎程度。
272.如实施例271所述的提取方法，其中所述尺寸包括长度及直径中的至少一者。
273.如实施例267至实施例272中任一项所述的提取方法，其中固体混合物包括所述多个硅藻的硅藻壳部分。
274.如实施例273所述的提取方法，更包括降低所述固体混合物的粒子尺寸。
275.如实施例274所述的提取方法，其中降低所述固体混合物的所述粒子尺寸在将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于分散溶剂中之前。
276.如实施例274或实施例275所述的提取方法，其中降低所述粒子尺寸包括对所述固体混合物进行研磨。
277.如实施例276所述的提取方法，其中对所述固体混合物进行研磨包括对所述固体混合物施用研钵及研杵、罐磨机以及碎石机中的至少一者。
278.如实施例273至实施例277中任一项所述的提取方法，更包括提取所述固体混合物的组分，所述组分的最长组分尺寸大于所述多个硅藻的硅藻壳部分的最长硅藻壳部分尺寸。
279.如实施例278所述的提取方法，其中提取所述固体混合物的所述组分包括筛分所述固体混合物。
280.如实施例279所述的提取方法，其中筛分所述固体混合物包括用筛孔尺寸为约15微米至约25微米的筛网处理所述固体混合物。
281.如实施例279所述的提取方法，其中筛分所述固体混合物包括用筛孔尺寸为约10微米至约25微米的筛网处理所述固体混合物。
282.如实施例267至实施例281中任一项所述的提取方法，更包括分选所述多个硅藻的硅藻壳部分以分离第一硅藻的硅藻壳部分与第二硅藻的硅藻壳部分，所述第一硅藻的硅藻壳部分具有较大最长尺寸。
283.如实施例282所述的提取方法，其中所述第一硅藻的硅藻壳部分包括多个完整硅藻的硅藻壳部分。
284.如实施例282或实施例283所述的提取方法，其中所述第二硅藻的硅藻壳部分包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
285.如实施例282至实施例284中任一项所述的提取方法，其中分选包括过滤所述多个硅藻的硅藻壳部分。
286.如实施例285所述的提取方法，其中过滤包括干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结。
287.如实施例286所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括搅拌。
288.如实施例286或实施例287所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括振荡。
289.如实施例286至实施例288中任一项所述的提取方法，其中干扰所述多个硅藻的硅藻壳部分的聚结包括鼓泡。
290.如实施例285至实施例289中任一项所述的提取方法，其中过滤包括将筛网施用于所述多个硅藻的硅藻壳部分。
291.如实施例290所述的提取方法，其中所述筛网具有约5微米至约10微米的筛孔尺寸。
292.如实施例290所述的提取方法，其中所述筛网的筛孔尺寸为约7微米。
293.如实施例267至实施例292中任一项所述的提取方法，更包括获得洗涤的硅藻的硅藻壳部分。
294.如实施例293所述的提取方法，其中获得所述洗涤的硅藻的硅藻壳部分包括在移除所述有机污染物及所述无机污染物中的至少一者之后用清洁溶剂洗涤所述多个硅藻的硅藻壳部分。
295.如实施例293或实施例294所述的提取方法，其中获得所述洗涤的硅藻的硅藻壳部分包括用清洁溶剂洗涤具有至少一个共同特征的硅藻的硅藻壳部分。
296.如实施例294或实施例295所述的提取方法，更包括移除所述清洁溶剂。
297.如实施例296所述的提取方法，其中移除所述清洁溶剂包括在移除所述有机污染物及所述无机污染物中的至少一者之后使所述多个硅藻的硅藻壳部分沉降。
298.如实施例296或实施例297所述的提取方法，其中移除所述清洁溶剂包括使具有所述至少一个共同特征的所述多个硅藻的硅藻壳部分沉降。
299.如实施例297或实施例298所述的提取方法，其中沉降包括离心。
300.如实施例299所述的提取方法，其中离心包括应用适用于大规模处理的离心机。
301.如实施例300所述的提取方法，其中离心包括应用盘式堆叠离心机、倾析离心机以及管碗式离心机中的至少一者。
302.如实施例295至实施例301中任一项所述的提取方法，其中所述分散溶剂及所述清洁溶剂中的至少一者包括水。
303.如实施例269至实施例302中任一项所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于所述分散溶剂中及将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于所述界面活性剂中的至少一者包括对所述多个硅藻的硅藻壳音波处理。
304.如实施例267至实施例303中任一项所述的提取方法，其中所述界面活性剂包括阳离子界面活性剂。
305.如实施例304所述的提取方法，其中所述阳离子界面活性剂包括以下各者中的至少一者：苯扎氯铵、溴化十六烷基三甲基铵、月桂基甲基葡萄糖聚醚-10羟丙基二甲基氯化铵、苄索氯铵、苄索氯铵、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷、氯化二甲基二十八烷基铵以及氢氧化四甲基铵。
306.如实施例267至实施例305中任一项所述的提取方法，其中所述界面活性剂包括非离子界面活性剂。
307.如实施例306所述的提取方法，其中所述非离子界面活性剂包括以下各者中的至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇单十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物(TritonX-100TM)、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。
308.如实施例267至实施例307中任一项所述的提取方法，更包括将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中。
309.如实施例308所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中在将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中之前。
310.如实施例308所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中在将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中之后。
311.如实施例308所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳分散于添加剂组分中与将所述多个硅藻的硅藻壳分散于所述界面活性剂中至少部分同步。
312.如实施例308至311中任一项所述的提取方法，其中所述添加剂组分包括以下各者中的至少一者：氯化钾、氯化铵、氢氧化铵以及氢氧化钠。
313.如实施例269至实施例312中任一项所述的提取方法，其中将所述多个硅藻的硅藻壳部分分散于所述分散溶剂中包括获得包括约1重量百分比至约5重量百分比的所述多个硅藻的硅藻壳部分的分散液。
314.如实施例270至实施例313中任一项所述的提取方法，其中移除所述有机污染物包括在漂白剂存在下加热所述多个硅藻的硅藻壳部分。
315.如实施例314所述的提取方法，其中所述漂白剂包括过氧化氢及硝酸中的至少一者。
316.如实施例315所述的提取方法，其中加热包括于溶液中加热所述多个硅藻的硅藻壳部分，所述溶液包括量在约10体积百分比至约20体积百分比的范围内的过氧化氢。
317.如实施例314至实施例316中任一项所述的提取方法，其中加热包括加热所述多个硅藻的硅藻壳部分持续约5分钟至约15分钟。
318.如实施例270至实施例317中任一项所述的提取方法，其中移除所述有机污染物包括将所述多个硅藻的硅藻壳部分退火。
319.如实施例270至实施例218中任一项所述的提取方法，其中移除所述无机污染物包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与盐酸及硫酸中的至少一者。
320.如实施例319所述的提取方法，其中所述组合包括于溶液中混合所述多个硅藻的硅藻壳部分，所述溶液包括约15体积百分比至约25体积百分比的盐酸。
321.如实施例320所述的提取方法，其中所述混合持续约20分钟至约40分钟。
322.一种于硅藻的硅藻壳部分上形成银纳米结构的方法，所述方法包括：
于所述硅藻的硅藻壳的表面上形成银晶种；
以及于所述晶种层上形成纳米结构。
323.如实施例322所述的形成方法，其中所述纳米结构包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
324.如实施例322或实施例323所述的形成方法，其中所述纳米结构包括银。
325.如实施例322至实施例324中任一项所述的形成方法，其中形成所述银晶种层包括将循环加热方案应用于第一银贡献组分及所述硅藻的硅藻壳部分。
326.如实施例325所述的形成方法，其中应用所述循环加热方案包括应用循环微波功率。
327.如实施例326所述的形成方法，其中应用所述循环微波功率包括使微波功率在约100瓦特与500瓦特之间交替。
328.如实施例327所述的形成方法，其中交替包括使所述微波功率每分钟进行交替。
329.如实施例327或实施例328所述的形成方法，其中交替包括使所述微波功率交替持续约30分钟。
330.如实施例327或实施例328所述的形成方法，其中交替包括使所述微波功率交替持续约20分钟至约40分钟。
331.如实施例322至实施例330中任一项所述的形成方法，其中形成所述银晶种层包括组合所述硅藻的硅藻壳部分与晶种层溶液。
332.如实施例331所述的形成方法，其中所述晶种层溶液包括所述第一银贡献组分及晶种层还原剂。
333.如实施例332所述的形成方法，其中所述晶种层还原剂为晶种层溶剂。
334.如实施例333所述的形成方法，其中所述晶种层还原剂及所述晶种层溶剂包括聚乙二醇。
335.如实施例331所述的形成方法，其中所述晶种层溶液包括所述第一银贡献组分、晶种层还原剂以及晶种层溶剂。
336.如实施例331至实施例335中任一项所述的形成方法，其中形成所述银晶种层更包括混合所述硅藻的硅藻壳部分与所述晶种层溶液。
337.如实施例336所述的形成方法，其中混合包括超音波处理。
338.如实施例337所述的形成方法，其中所述晶种层还原剂包括N,N-二甲基甲酰胺，所述第一银贡献组分包括硝酸银，且所述晶种层溶剂包括水及聚乙烯吡咯啶酮中的至少一者。
339.如实施例322至实施例338中任一项所述的形成方法，其中形成所述纳米结构包括组合所述硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂。
340.如实施例339所述的形成方法，其中形成所述纳米结构更包括在组合所述硅藻的硅藻壳部分与所述纳米结构形成还原剂之后加热所述硅藻的硅藻壳部分。
341.如实施例340所述的形成方法，其中加热包括加热至约120℃至约160℃的温度。
342.如实施例340或实施例341所述的形成方法，其中形成所述纳米结构更包括用滴定溶液滴定所述硅藻的硅藻壳部分，所述滴定溶液包括纳米结构形成溶剂及第二银贡献组分。
343.如实施例342所述的形成方法，其中形成所述纳米结构更包括在用所述滴定溶液滴定所述硅藻的硅藻壳部分之后进行混合。
344.如实施例339至实施例343中任一项所述的形成方法，其中所述晶种层还原剂及所述纳米结构形成还原剂中的至少一者包括以下各者中的至少一者：肼、甲醛、葡萄糖、酒石酸钠、草酸、甲酸、抗坏血酸以及乙二醇。
345.如实施例342至实施例344中任一项所述的形成方法，其中所述第一银贡献组分及所述第二银贡献组分中的至少一者包括银盐及氧化银中的至少一者。
346.如实施例345所述的形成方法，其中所述银盐包括以下各者中的至少一者：硝酸银及含氨硝酸银、氯化银(AgCl)、氰化银(AgCN)、四氟硼酸银、六氟磷酸银以及乙基硫酸银。
347.如实施例322至实施例346中任一项所述的形成方法，其中形成所述纳米结构在环境中进行以减少氧化物形成。
348.如实施例347所述的形成方法，其中所述环境包括在氩气氛围下。
349.如实施例342至实施例348中任一项所述的形成方法，其中所述晶种层溶剂及所述纳米结构形成溶剂中的至少一者包括以下各者中的至少一者：丙二醇、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、辛醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氢糠醇(THFA)、环己醇、环戊醇、萜品醇、丁内酯；甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚、聚醚、二酮、环己酮、环戊酮、环庚酮、环辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙酰基丙酮、苯乙酮、环丙酮、异佛尔酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯、碳酸丙二酯、丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇醚、二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驱蚊醇、对薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基甲酰胺(NMF)、二甲亚砜(DMSO)、亚硫酰氯以及硫酰氯。
350.如实施例322至实施例349中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分包括破裂硅藻的硅藻壳部分。
351.如实施例322至实施例349中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分包括完整硅藻的硅藻壳部分。
352.如实施例322至实施例351中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。
353.如实施例352所述的形成方法，其中所述方法包括使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
354.一种于硅藻的硅藻壳部分上形成氧化锌纳米结构的方法，所述方法包括：
于所述硅藻的硅藻壳部分的表面上形成氧化锌晶种层；以及
于所述氧化锌晶种层上形成纳米结构。
355.如实施例354所述的形成方法，其中所述纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
356.如实施例354或实施例355所述的形成方法，其中所述纳米结构包括氧化锌。
357.如实施例354至实施例356中任一项所述的形成方法，其中形成所述氧化锌晶种层包括加热第一锌贡献组分及所述硅藻的硅藻壳部分。
358.如实施例357所述的形成方法，其中加热所述第一锌贡献组分及所述硅藻的硅藻壳部分包括加热至约175℃至约225℃范围内的温度。
359.如实施例354至实施例358中任一项所述的形成方法，其中形成所述纳米结构包括在包括第二锌贡献组分的纳米结构形成溶液存在下将加热方案应用于具有所述氧化锌晶种层的所述硅藻的硅藻壳部分。
360.如实施例359所述的形成方法，其中所述加热方案包括加热至纳米结构形成温度。
361.如实施例360所述的形成方法，其中所述纳米结构形成温度为约80℃至约100℃。
362.如实施例360或实施例361所述的形成方法，其中所述加热持续约一小时至约三小时。
363.如实施例359至实施例362中任一项所述的形成方法，其中所述加热方案包括应用循环加热程序。
364.如实施例363所述的形成方法，其中所述循环加热程序包括将微波加热应用于具有所述氧化锌晶种层的所述硅藻的硅藻壳部分维持加热持续时间且接着将所述微波加热关闭维持冷却持续时间，达到总循环加热持续时间。
365.如实施例364所述的形成方法，其中所述加热持续时间为约1分钟至约5分钟。
366.如实施例364或实施例365所述的形成方法，其中所述冷却持续时间为约30秒至约5分钟。
367.如实施例364至实施例366中任一项所述的形成方法，其中所述总循环加热持续时间为约5分钟至约20分钟。
368.如实施例364至实施例367中任一项所述的形成方法，其中应用所述微波加热包括应用约480瓦特至约520瓦特的微波功率。
369.如实施例364至实施例367中任一项所述的形成方法，其中应用所述微波加热包括应用约80瓦特至约120瓦特的微波功率。
370.如实施例359至实施例369中任一项所述的形成方法，其中所述第一锌贡献组分及所述第二锌贡献组分中的至少一者包括以下各者中的至少一者：乙酸锌、乙酸锌水合物、硝酸锌、硝酸锌六水合物、氯化锌、硫酸锌以及锌酸钠。
371.如实施例359至实施例370中任一项所述的形成方法，其中所述纳米结构形成溶液包括碱。
372.如实施例371所述的形成方法，其中所述碱包括以下各者中的至少一者：氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化四甲基铵、氢氧化锂、六亚甲基四胺、氨溶液、碳酸钠以及乙二胺。
373.如实施例354至实施例372中任一项所述的形成方法，其中形成所述纳米结构更包括添加添加剂组分。
374.如实施例373所述的形成方法，其中所述添加剂组分包括以下各者中的至少一者：三丁胺、三乙胺、三乙醇胺、二异丙胺、磷酸铵、1,6-己二醇、三乙基二乙醇(triethyldiethylnol)、异丙胺、环己胺、正丁胺、氯化铵、六亚甲基四胺、乙二醇、乙醇胺(ethanoamine)、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵以及尿素。
375.如实施例359至实施例374中任一项所述的形成方法，其中所述纳米结构形成溶液及氧化锌晶种层形成溶液中的至少一者包括溶剂，所述溶剂包括以下各者中的至少一者：丙二醇、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、辛醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氢糠醇(THFA)、环己醇、环戊醇、萜品醇、丁内酯；甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚、聚醚、二酮、环己酮、环戊酮、环庚酮、环辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙酰基丙酮、苯乙酮、环丙酮、异佛尔酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯、碳酸丙二酯、丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇醚、二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驱蚊醇、对薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基甲酰胺(NMF)、二甲亚砜(DMSO)、亚硫酰氯以及硫酰氯。
376.如实施例354至实施例375中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分包括破裂硅藻的硅藻壳部分。
377.如实施例354至实施例375中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分包括完整硅藻的硅藻壳部分。
378.如实施例354至实施例375中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。
379.如实施例378所述的形成方法，其中所述方法包括使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
380.一种于硅藻的硅藻壳部分上形成碳纳米结构的方法，所述方法包括：
于所述硅藻的硅藻壳部分的表面上形成金属晶种层；以及
于所述晶种层上形成碳纳米结构。
381.如实施例380所述的形成方法，其中所述碳纳米结构包括碳纳米管。
382.如实施例381所述的形成方法，其中所述碳纳米管包括单壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的至少一者。
383.如实施例380至实施例382中任一项所述的形成方法，其中形成所述金属晶种层包括喷涂所述硅藻的硅藻壳部分的所述表面。
384.如实施例380至实施例383中任一项所述的形成方法，其中形成所述金属晶种层包括将所述硅藻的硅藻壳部分的所述表面引入至包括所述金属的液体、包括所述金属的气体以及包括金属的所述固体中的至少一者。
385.如实施例380至实施例384中任一项所述的形成方法，其中形成所述碳纳米结构包括使用化学气相沉积(CVD)。
386.如实施例380至实施例385中任一项所述的形成方法，其中形成所述碳纳米结构包括在使所述硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成碳气体之后使所述硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成还原气体。
387.如实施例380至实施例385中任一项所述的形成方法，其中形成所述碳纳米结构包括在使所述硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成碳气体之前使所述硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成还原气体。
388.如实施例380至实施例385中任一项所述的形成方法，其中形成所述碳纳米结构包括使所述硅藻的硅藻壳部分暴露于纳米结构形成混合气体，所述纳米结构形成混合气体包括纳米结构形成还原气体及纳米结构形成碳气体。
389.如实施例388所述的形成方法，其中所述纳米结构形成混合气体更包括惰性气体。
390.如实施例389所述的形成方法，其中所述惰性气体包括氩气。
391.如实施例380至实施例390中任一项所述的形成方法，其中所述金属包括以下各者中的至少一者：镍、铁、钴、钴-钼(molibdenium)双金属、铜、金、银、铂、钯、锰、铝、镁、铬、锑、铝-铁-钼(Al/Fe/Mo)、五羰基铁(Fe(CO)5)、硝酸铁(III)六水合物(Fe(NO3)3·6H2O)、氯化钴(II)六水合物(CoCl2·6H2O)、钼酸铵四水合物((NH4)6Mo7O24·4H2O)、二氯二氧化钼(VI)MoO2Cl2以及氧化铝纳米细粉。
392.如实施例286至实施例391中任一项所述的形成方法，其中所述纳米结构形成还原气体包括氨气、氮气以及氢气中的至少一者。
393.如实施例286至实施例392中任一项所述的形成方法，其中所述纳米结构形成碳气体包括以下各者中的至少一者：乙炔、乙烯、乙醇、甲烷、碳氧化物以及苯。
394.如实施例380至实施例393中任一项所述的形成方法，其中形成所述金属晶种层包括形成银晶种层。
395.如实施例394所述的形成方法，其中形成所述银晶种层包括于所述硅藻的硅藻壳部分的表面上形成银纳米结构。
396.如实施例380至实施例395中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分包括破裂硅藻的硅藻壳部分。
397.如实施例380至实施例395中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分包括完整硅藻的硅藻壳部分。
398.如实施例380至实施例397中任一项所述的形成方法，其中所述硅藻的硅藻壳部分经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。
399.如实施例398所述的形成方法，其中所述方法包括使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
400.一种制造银墨水的方法，所述方法包括：
组合紫外光敏感性组分及多个硅藻的硅藻壳部分，于所述多个硅藻的硅藻壳部分的表面上具有银纳米结构，所述表面包括多个孔洞。
401.如实施例400所述的制造方法，更包括于所述多个硅藻的硅藻壳部分的表面上形成银晶种层。
402.如实施例400或实施例401所述的制造方法，更包括于所述晶种层上形成所述银纳米结构。
403.如实施例400至实施例402中任一项所述的制造方法，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
404.如实施例400至实施例403中任一项所述的制造方法，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分包括多个硅藻的硅藻壳薄片。
405.如实施例400至实施例404中任一项所述的制造方法，其中所述银墨水可以固化之后厚度为约5微米至约15微米的层沉积。
406.如实施例400至实施例405中任一项所述的制造方法，其中所述多个孔洞中的至少一者包括约250纳米至约350纳米的直径。
407.如实施例400至实施例406中任一项所述的制造方法，其中所述银纳米结构包括约10纳米至约500纳米的厚度。
408.如实施例400至实施例407中任一项所述的制造方法，其中所述银墨水包括量在约50重量百分比至约80重量百分比范围内的硅藻的硅藻壳。
409.如实施例401至实施例408中任一项所述的制造方法，其中形成所述银晶种层包括于所述多个孔洞内的表面上形成所述银晶种层以形成多个银晶种镀敷的孔洞。
410.如实施例401至实施例409中任一项所述的制造方法，其中形成所述银晶种层包括于所述多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面上形成所述银晶种层。
411.如实施例402至实施例410中任一项所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构包括于所述多个孔洞内的表面上形成所述银纳米结构以形成多个银纳米结构镀敷的孔洞。
412.如实施例402至实施例411中任一项所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构包括于所述多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面上形成所述银纳米结构。
413.如实施例400至实施例412中任一项所述的制造方法，其中所述紫外光敏感性组分对波长比所述多个孔洞的尺寸短的光学辐射敏感。
414.如实施例411至实施例413中任一项所述的制造方法，其中所述紫外光敏感性组分对波长比所述多个银晶种镀敷的孔洞及所述多个银纳米结构镀敷的孔洞中的至少一者的尺寸短的光学辐射敏感。
415.如实施例400至实施例414中任一项所述的制造方法，其中组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与所述紫外光敏感性组分包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与光起始增效剂。
416.如实施例415所述的制造方法，其中所述光起始增效剂包括以下各者中的至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
417.如实施例400至实施例416中任一项所述的制造方法，其中组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与所述紫外光敏感性组分包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与光起始剂。
418.如实施例417所述的制造方法，其中所述光起始剂包括2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基-1-丙酮及异丙基硫杂蒽酮中的至少一者。
419.如实施例400至实施例418中任一项所述的制造方法，其中组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与所述紫外光敏感性组分包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与极性乙烯系单体。
420.如实施例419所述的制造方法，其中所述极性乙烯系单体包括N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己内酰胺中的至少一者。
421.如实施例400至实施例420中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与流变改质剂。
422.如实施例400至实施例421中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与交联剂。
423.如实施例400至实施例422中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与助流匀剂。
424.如实施例400至实施例423中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与黏着促进剂、润湿剂以及降黏剂中的至少一者。
425.如实施例400至实施例424中任一项所述的制造方法，其中所述银纳米结构包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
426.如实施例401至实施例425中任一项所述的制造方法，其中形成所述银晶种层包括将循环加热方案应用于第一银贡献组分及所述多个硅藻的硅藻壳部分。
427.如实施例401至实施例426中任一项所述的制造方法，其中形成所述银晶种层包括组合所述硅藻的硅藻壳部分与晶种层溶液。
428.如实施例427所述的制造方法，其中所述晶种层溶液包括所述第一银贡献组分及晶种层还原剂。
429.如实施例402至实施例428中任一项所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构包括组合所述硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂。
430.如实施例429所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构更包括在组合所述硅藻的硅藻壳部分与所述纳米结构形成还原剂之后加热所述硅藻的硅藻壳部分。
431.如实施例402至实施例430中任一项所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构更包括用滴定溶液滴定所述硅藻的硅藻壳部分，所述滴定溶液包括纳米结构形成溶剂及第二银贡献组分。
432.如实施例400至实施例431中任一项所述的制造方法，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。
433.如实施例432所述的制造方法，其中所述方法包括使用降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结的界面活性剂及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
434.一种导电银墨水，包括：
紫外光敏感性组分；以及
多个硅藻的硅藻壳部分，于所述多个硅藻的硅藻壳部分的表面上具有银纳米结构，所述表面包括多个孔洞。
435.如实施例434所述的导电银墨水，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
436.如实施例434或实施例435所述的导电银墨水，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分包括多个硅藻的硅藻壳薄片。
437.如实施例434至实施例436中任一项所述的导电银墨水，其中所述银墨水可以固化之后厚度为约5微米至约15微米的层沉积。
438.如实施例434至实施例437中任一项所述的导电银墨水，其中所述多个孔洞中的至少一者包括约250纳米至约350纳米的直径。
439.如实施例434至实施例438中任一项所述的导电银墨水，其中所述银纳米结构包括约10纳米至约500纳米的厚度。
440.如实施例434至实施例439中任一项所述的导电银墨水，其中所述银墨水包括量在约50重量百分比至约80重量百分比范围内的硅藻的硅藻壳。
441.如实施例434至实施例440中任一项所述的导电银墨水，其中所述多个孔洞中的至少一者包括具有银纳米结构的表面。
442.如实施例434至实施例441中任一项所述的导电银墨水，其中所述多个孔洞中的至少一者包括具有银晶种层的表面。
443.如实施例434至实施例442中任一项所述的导电银墨水，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面包括银纳米结构。
444.如实施例434至实施例443中任一项所述的导电银墨水，其中所述紫外光敏感性组分对波长比所述多个孔洞的尺寸短的光学辐射敏感。
445.如实施例434至实施例444中任一项所述的导电银墨水，其中所述导电银墨水可通过紫外辐射固化。
446.如实施例445所述的导电银墨水，其中所述导电银墨水可在以固化之后厚度约5微米至约15微米的层沉积时发生固化。
447.如实施例445或实施例446所述的导电银墨水，其中所述多个孔洞的尺寸经配置以使所述紫外辐射穿过所述多个硅藻的硅藻壳部分。
448.如实施例434至实施例447中任一项所述的导电银墨水，其中所述导电银墨水可热固化。
449.如实施例434至实施例448中任一项所述的导电银墨水，其中所述紫外光敏感性组分包括光起始增效剂。
450.如实施例449所述的导电银墨水，其中所述光起始增效剂包括以下各者中的至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
451.如实施例434至实施例450中任一项所述的导电银墨水，其中所述紫外光敏感性组分包括光起始剂。
452.如实施例451所述的导电银墨水，其中所述光起始剂包括2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基-1-丙酮及异丙基硫杂蒽酮中的至少一者。
453.如实施例434至实施例452中任一项所述的导电银墨水，其中所述紫外光敏感性组分包括极性乙烯系单体。
454.如实施例453所述的导电银墨水，其中所述极性乙烯系单体包括N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己内酰胺中的至少一者。
455.如实施例434至实施例454中任一项所述的导电银墨水，更包括以下各者中的至少一者：流变改质剂、交联剂、助流匀剂、黏着促进剂、润湿剂以及降黏剂。
456.如实施例434至实施例455中任一项所述的导电银墨水，其中所述银纳米结构包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
457.一种制造银薄膜的方法，所述方法包括：
使包括紫外光敏感性组分及多个硅藻的硅藻壳部分的混合物固化，于所述多个硅藻的硅藻壳部分的表面上具有银纳米结构，所述表面包括多个孔洞。
458.如实施例457所述的制造方法，更包括于所述多个硅藻的硅藻壳部分的表面上形成银晶种层。
459.如实施例457或实施例458所述的制造方法，更包括于所述晶种层上形成所述银纳米结构。
460.如实施例457至实施例459中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与所述紫外光敏感性组分以形成银墨水。
461.如实施例457至实施例460中任一项所述的制造方法，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
462.如实施例457至实施例461中任一项所述的制造方法，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分包括多个硅藻的硅藻壳薄片。
463.如实施例460至实施例462中任一项所述的制造方法，其中所述银墨水可以固化之后厚度为约5微米至约15微米的层沉积。
464.如实施例457至实施例463中任一项所述的制造方法，其中所述多个孔洞中的至少一者包括约250纳米至约350纳米的直径。
465.如实施例457至实施例464中任一项所述的制造方法，其中所述银纳米结构包括约10纳米至约500纳米的厚度。
466.如实施例460至实施例465中任一项所述的制造方法，其中所述银墨水包括量在约50重量百分比至约80重量百分比范围内的硅藻的硅藻壳。
467.如实施例458至实施例466中任一项所述的制造方法，其中形成所述银晶种层包括于所述多个孔洞内的表面上形成所述银晶种层以形成多个银晶种镀敷的孔洞。
468.如实施例458至实施例467中任一项所述的制造方法，其中形成所述银晶种层包括于所述多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面上形成所述银晶种层。
469.如实施例459至实施例468中任一项所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构包括于所述多个孔洞内的表面上形成所述银纳米结构以形成多个银纳米结构镀敷的孔洞。
470.如实施例459至实施例469中任一项所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构包括于所述多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面上形成所述银纳米结构。
471.如实施例457至实施例470中任一项所述的制造方法，其中使所述混合物固化包括使所述混合物暴露于波长比所述多个孔洞的尺寸短的紫外光。
472.如实施例469至实施例471中任一项所述的制造方法，其中使所述混合物固化包括使所述混合物暴露于波长比所述多个银晶种镀敷的孔洞及所述多个银纳米结构镀敷的孔洞中的至少一者的尺寸短的紫外光。
473.如实施例457至实施例472中任一项所述的制造方法，其中使所述混合物固化包括使所述混合物热固化。
474.如实施例457至实施例473中任一项所述的制造方法，其中所述紫外光敏感性组分对波长比所述多个孔洞的尺寸短的光学辐射敏感。
475.如实施例469至实施例474中任一项所述的制造方法，其中所述紫外光敏感性组分对波长比所述多个银晶种镀敷的孔洞及所述多个银纳米结构镀敷的孔洞中的至少一者的尺寸短的光学辐射敏感。
476.如实施例460至实施例475中任一项所述的制造方法，其中组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与所述紫外光敏感性组分包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与光起始增效剂。
477.如实施例476所述的制造方法，其中所述光起始增效剂包括以下各者中的至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
478.如实施例460至实施例477中任一项所述的制造方法，其中组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与所述紫外光敏感性组分包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与光起始剂。
479.如实施例478所述的制造方法，其中所述光起始剂包括2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基-1-丙酮及异丙基硫杂蒽酮中的至少一者。
480.如实施例460至实施例479中任一项所述的制造方法，其中组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与所述紫外光敏感性组分包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与极性乙烯系单体。
481.如实施例480所述的制造方法，其中所述极性乙烯系单体包括N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己内酰胺中的至少一者。
482.如实施例457至实施例481中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与流变改质剂。
483.如实施例457至实施例482中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与交联剂。
484.如实施例457至实施例483中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与助流匀剂。
485.如实施例457至实施例484中任一项所述的制造方法，更包括组合所述多个硅藻的硅藻壳部分与黏着促进剂、润湿剂以及降黏剂中的至少一者。
486.如实施例457至实施例485中任一项所述的制造方法，其中所述银纳米结构包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
487.如实施例458至实施例486中任一项所述的制造方法，其中形成所述银晶种层包括将循环加热方案应用于第一银贡献组分及所述多个硅藻的硅藻壳部分。
488.如实施例458至实施例487中任一项所述的制造方法，其中形成所述银晶种层包括组合所述硅藻的硅藻壳部分与晶种层溶液。
489.如实施例488所述的制造方法，其中所述晶种层溶液包括所述第一银贡献组分及晶种层还原剂。
490.如实施例459至实施例489中任一项所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构包括组合所述硅藻的硅藻壳部分与纳米结构形成还原剂。
491.如实施例490所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构更包括在组合所述硅藻的硅藻壳部分与所述纳米结构形成还原剂之后加热所述硅藻的硅藻壳部分。
492.如实施例459至实施例491中任一项所述的制造方法，其中形成所述银纳米结构更包括用滴定溶液滴定所述硅藻的硅藻壳部分，所述滴定溶液包括纳米结构形成溶剂及第二银贡献组分。
493.如实施例457至实施例492中任一项所述的制造方法，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分经由硅藻的硅藻壳部分分离方法获得。
494.如实施例493所述的制造方法，其中所述方法包括使用界面活性剂以降低多个硅藻的硅藻壳部分聚结及使用盘式堆叠离心机中的至少一者。
495.一种导电银薄膜，包括：
多个硅藻的硅藻壳部分，在所述多个硅藻的硅藻壳部分中的每一者的表面上具有银纳米结构，所述表面包括多个孔洞。
496.如实施例495所述的导电银薄膜，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分包括多个破裂硅藻的硅藻壳部分。
497.如实施例495或实施例496中任一项所述的导电银薄膜法，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分包括多个硅藻的硅藻壳薄片。
498.如实施例495至实施例497中任一项所述的导电银薄膜，其中所述多个孔洞中的至少一者包括约250纳米至约350纳米的直径。
499.如实施例495至实施例498中任一项所述的导电银薄膜，其中所述银纳米结构包括约10纳米至约500纳米的厚度。
500.如实施例495至实施例499中任一项所述的导电银薄膜，其中所述多个孔洞中的至少一者包括具有银纳米结构的表面。
501.如实施例495至实施例500中任一项所述的导电银薄膜，其中所述多个孔洞中的至少一者包括具有银晶种层的表面。
502.如实施例495至实施例501中任一项所述的导电银薄膜，其中所述多个硅藻的硅藻壳部分的大体上所有表面包括银纳米结构。
503.如实施例495至实施例502中任一项所述的导电银薄膜，其中所述银纳米结构包括以下各者中的至少一者：涂层、纳米线、纳米板、纳米粒子的致密阵列、纳米带以及纳米盘。
504.如实施例495至实施例503中任一项所述的导电银薄膜，更包括黏合剂树脂。
505.一种印刷能量存储装置，包括：
第一电极；
第二电极；以及
所述第一电极与所述第二电极之间的隔膜，所述第一电极与所述第二电极中的至少一者包含包括含锰纳米结构的多个硅藻壳。
506.如实施例505所述的印刷能量存储装置，其中所述硅藻壳具有大体上均匀的特性，所述大体上均匀的特性包含以下各者中的至少一者：硅藻壳形状、硅藻壳尺寸、硅藻壳孔隙度、硅藻壳机械强度、硅藻壳材料以及硅藻壳破碎程度。
507.如实施例505或实施例506所述的印刷能量存储装置，其中所述含锰纳米结构包括锰氧化物。
508.如实施例507所述的印刷能量存储装置，其中所述锰氧化物包括氧化锰(II，III)。
509.如实施例507或实施例508所述的印刷能量存储装置，其中所述锰氧化物包括氧氢氧化锰。
510.如实施例505至实施例509中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述第一电极及所述第二电极中的至少一者包括包括氧化锌纳米结构的硅藻壳。
511.如实施例510所述的印刷能量存储装置，其中所述氧化锌纳米结构包括纳米线及纳米板中的至少一者。
512.如实施例505至实施例511中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述含锰纳米结构覆盖所述硅藻壳的大体上所有表面。
513.一种能量存储装置的膜，所述膜包括包括含锰纳米结构的硅藻壳。
514.如实施例513所述的能量存储装置的膜，其中所述含锰纳米结构包括锰氧化物。
515.如实施例514所述的能量存储装置的膜，其中所述锰氧化物包括氧化锰(II，III)。
516.如实施例514或实施例515所述的能量存储装置的膜，其中所述锰氧化物包括氧氢氧化锰。
517.如实施例513至实施例516中任一项所述的能量存储装置的膜，其中至少一些所述含锰纳米结构包括纳米纤维。
518.如实施例513至实施例517中任一项所述的能量存储装置的膜，其中至少一些所述含锰纳米结构具有四面体形状。
519.如实施例513至实施例518中任一项所述的能量存储装置的膜，其中所述能量存储装置包括锌-锰电池。
520.一种用于印刷膜的墨水，所述墨水包括：
溶液；以及
分散于所述溶液中至包括含锰纳米结构的硅藻壳。
521.如实施例520所述的用于印刷膜的墨水，其中所述含锰纳米结构包括锰氧化物。
522.如实施例520或实施例521所述的用于印刷膜的墨水，其中所述含锰纳米结构包括MnO2、MnO、Mn2O3、MnOOH以及Mn3O4中的至少一者。
523.如实施例520至实施例522中任一项所述的用于印刷膜的墨水，其中至少一些所述含锰纳米结构包括纳米纤维。
524.如实施例520至实施例523中任一项所述的用于印刷膜的墨水，其中至少一些所述含锰纳米结构具有四面体形状。
525.一种于硅藻的硅藻壳部分上形成含锰纳米结构的方法，所述方法包括：
将所述硅藻壳添加至氧化乙酸锰溶液中；以及
加热所述硅藻壳及所述氧化乙酸锰溶液。
526.如实施例525所述的形成方法，更包括形成所述氧化乙酸锰溶液，其中形成氧化乙酸锰溶液包括将乙酸锰(II)溶解于含氧水中。
527.如实施例526所述的形成方法，其中所述氧化乙酸锰溶液中的所述乙酸锰(II)的浓度在约0.05摩尔/升与约1.2摩尔/升之间。
528.如实施例525至实施例527中任一项所述的形成方法，更包括形成所述氧化乙酸锰溶液，其中形成氧化乙酸锰溶液包括将锰盐溶解于含氧水中。
529.如实施例528所述的形成方法，更包括将氧化剂添加至所述氧化乙酸锰溶液中。
530.如实施例529所述的形成方法，其中所述氧化剂包括过氧化物。
531.如实施例526至实施例530中任一项所述的形成方法，更包括形成所述含氧水，其中形成含氧水包括将氧气鼓泡至水中。
532.如实施例531所述的形成方法，其中将所述氧气鼓泡至所述水中持续约10分钟至约60分钟。
533.如实施例525至实施例532中任一项所述的形成方法，其中所述氧化乙酸锰溶液中的所述硅藻壳的重量百分比在约0.01重量％与约1重量％之间。
534.如实施例525至实施例533中任一项所述的形成方法，更包括热处理所述硅藻壳及所述氧化乙酸锰溶液。
535.如实施例534所述的形成方法，其中热处理所述硅藻壳及所述氧化乙酸锰溶液包括使用热技术。
536.如实施例535所述的形成方法，其中使用所述热技术包括将所述硅藻壳及所述氧化乙酸锰溶液维持于一定温度下持续约15小时与约40小时之间。
537.如实施例536所述的形成方法，其中所述温度在约50℃与约90℃之间。
538.如实施例535所述的形成方法，其中使用所述热技术包括将所述硅藻壳及所述氧化乙酸锰溶液维持于约50℃与约90℃之间的温度下。
539.如实施例534至实施例538中任一项所述的形成方法，其中热处理所述硅藻壳及所述氧化乙酸锰溶液包括使用微波技术。
540.如实施例539所述的形成方法，其中使用所述热技术包括将所述硅藻壳及所述氧化乙酸锰溶液维持于一定温度下持续约10分钟与约120分钟之间。
541.如实施例540所述的形成方法，其中所述温度在约50℃与约150℃之间。
542.如实施例539所述的形成方法，其中使用所述热技术包括将所述硅藻壳及所述氧化乙酸锰溶液维持于约50℃与约150℃之间的温度下。
543.如实施例525至实施例542中任一项所述的形成方法，其中含碳纳米结构覆盖所述硅藻壳的一些表面。
544.如实施例543所述的形成方法，其中所述含碳纳米结构包括碳纳米管。
545.如实施例543或实施例544所述的形成方法，其中所述含碳纳米结构包括碳纳米-洋葱。
546.如实施例543至实施例545中任一项所述的形成方法，其中所述含碳纳米结构包括还原的氧化石墨烯。
547.如实施例505至实施例512中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述含锰纳米结构覆盖所述硅藻壳的一些表面且含碳纳米结构覆盖所述硅藻壳的其他表面，所述含锰纳米结构与所述含碳含碳穿插。
548.如实施例547所述的印刷能量存储装置，其中所述含碳纳米结构包括碳纳米管。
549.如实施例547或实施例548所述的印刷能量存储装置，其中所述含碳纳米结构包括碳纳米-洋葱。
550.如实施例547至实施例549中任一项所述的印刷能量存储装置，其中所述含碳纳米结构包括还原的氧化石墨烯。
551.如实施例513至实施例519中任一项所述的能量存储装置的膜，其中所述含锰纳米结构覆盖所述硅藻壳的一些表面且含碳纳米结构覆盖所述硅藻壳的其他表面，所述含锰纳米结构与所述含碳含碳穿插。
552.如实施例551所述的能量存储装置的膜，其中所述含碳纳米结构包括碳纳米管。
553.如实施例551或实施例552所述的能量存储装置的膜，其中所述含碳纳米结构包括碳纳米-洋葱。
554.如实施例551至实施例554中任一项所述的能量存储装置的膜，其中所述含碳纳米结构包括还原的氧化石墨烯。
555.如实施例520至实施例524中任一项所述的用于印刷膜的墨水，其中所述含锰纳米结构覆盖所述硅藻壳的一些表面且含碳纳米结构覆盖所述硅藻壳的其他表面，所述含锰纳米结构与所述含碳含碳穿插。
556.如实施例555所述的用于印刷膜的墨水，其中所述含碳纳米结构包括碳纳米管。
557.如实施例555或实施例556所述的用于印刷膜的墨水，其中所述含碳纳米结构包括碳纳米-洋葱。
558.如实施例555至实施例557中任一项所述的用于印刷膜的墨水，其中所述含碳纳米结构包括还原的氧化石墨烯。
559.一种能量存储装置，包括：
一种阴极，包括第一组多个硅藻壳，其中所述第一组多个硅藻壳包括包括锰氧化物的纳米结构；以及
一种阳极，包括第二组多个硅藻壳，其中所述第二组多个硅藻壳包括包括氧化锌的纳米结构。
560.如实施例559所述的能量存储装置，其中所述锰氧化物包括MnO。
561.如实施例559或实施例560所述的能量存储装置，其中所述锰氧化物包括Mn3O4。
562.如实施例559至实施例561中任一项所述的能量存储装置，其中所述锰氧化物包括Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
563.如实施例559至实施例562中任一项所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳中的至少一者包括约5重量％至约95重量％的锰氧化物。
564.如实施例563所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳中的所述至少一者包括约75重量％至约95重量％的所述锰氧化物。
565.如实施例559至实施例564中任一项所述的能量存储装置，其中所述第二组多个硅藻壳中的至少一者包括约5重量％至约95重量％的所述氧化锌。
566.如实施例565所述的能量存储装置，其中所述第二组多个硅藻壳中的所述至少一者包括约50重量％至约60重量％的所述氧化锌。
567.如实施例559至实施例566中任一项所述的能量存储装置，其中所述阳极更包括电解质盐。
568.如实施例567所述的能量存储装置，其中所述电解质盐包括锌盐。
569.如实施例559至实施例568中任一项所述的能量存储装置，其中所述阴极及所述阳极中的至少一者更包括碳纳米管。
570.如实施例559至实施例569中任一项所述的能量存储装置，其中所述阴极及所述阳极中的至少一者更包括导电填充剂。
571.如实施例570所述的能量存储装置，其中所述导电填充剂包括石墨。
572.如实施例559至实施例571中任一项所述的能量存储装置，其中所述阴极及所述阳极中的至少一者更包括离子液体。
573.如实施例559至实施例572中任一项所述的能量存储装置，其中所述阴极及所述阳极中的至少一者更包括黏合剂。
574.如实施例559至实施例573中任一项所述的能量存储装置，更包括位于所述阳极与所述阴极之间的隔膜。
575.如实施例574所述的能量存储装置，其中所述隔膜更包括第三组多个硅藻壳。
576.如实施例575所述的能量存储装置，其中所述第三组多个硅藻壳大体上不包括表面改质。
577.如实施例574至实施例576中任一项所述的能量存储装置，其中所述隔膜更包括电解质。
578.如实施例577所述的能量存储装置，其中所述电解质包括所述离子液体。
579.如实施例577或实施例578所述的能量存储装置，其中所述电解质包括所述电解质盐。
580.如实施例574至实施例579中任一项所述的能量存储装置，其中所述隔膜更包括聚合物。
581.如实施例559至实施例580中任一项所述的能量存储装置，更包括与所述阴极耦接的第一集电体及与所述阳极耦接的第二集电体。
582.如实施例581所述的能量存储装置，其中所述第一集电体及所述第二集电体中的至少一者包括导电箔。
583.如实施例582所述的能量存储装置，其中所述导电箔包括以下各者中的至少一者：铝、铜、镍、不锈钢、石墨、石墨烯以及碳纳米管。
584.如实施例582或实施例583所述的能量存储装置，其中所述第一集电体及所述第二集电体中的至少一者包括印刷集电体。
585.如实施例584所述的能量存储装置，其中所述印刷集电体包括以下各者中的至少一者：铝、铜、镍、银、铋、导电碳、碳纳米管、石墨烯以及石墨。
586.一种硅藻壳，包括多个纳米结构于至少一个表面上，其中所述多个纳米结构包括氧化锌。
587.如实施例586所述的硅藻壳，其中所述硅藻壳包括约5重量％至约95重量％的包括氧化锌的所述多个纳米结构。
588.如实施例587所述的硅藻壳，其中所述硅藻壳包括约50重量％至约60重量％的包括氧化锌的所述纳米结构。
589.如实施例586至实施例588中任一项所述的硅藻壳，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
590.一种硅藻壳，包括多个纳米结构于至少一个表面上，其中所述多个纳米结构包括锰氧化物。
591.如实施例590所述的硅藻壳，其中所述硅藻壳包括约5重量％至约95重量％的包括所述锰氧化物的所述多个纳米结构。
592.如实施例591所述的硅藻壳，其中所述硅藻壳包括约75重量％至约95重量％的包括所述锰氧化物的所述多个纳米结构。
593.如实施例590至实施例592中任一项所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包括MnO。
594.如实施例590至实施例593中任一项所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包括Mn3O4。
595.如实施例590至实施例594中任一项所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包括Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
596.如实施例590至实施例595中任一项所述的硅藻壳，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
597.如实施例590至实施例596中任一项所述的硅藻壳，其中所述多个纳米结构包括纳米纤维及四面体形纳米晶体中的至少一者。
598.一种能量存储装置的电极，包括：
多个硅藻壳，其中所述多个硅藻壳中的每一者包括形成于至少一个表面上的多个纳米结构。
599.如实施例598所述的能量存储装置的电极，其中所述电极为所述能量存储装置的阳极。
600.如实施例599所述的能量存储装置的电极，其中所述阳极更包括电解质盐。
601.如实施例600所述的能量存储装置的电极，其中所述电解质盐包括锌盐。
602.如实施例599至实施例601中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括氧化锌。
603.如实施例599至实施例602中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
604.如实施例599至实施例603中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个硅藻壳中的至少一者包括约5重量％至约95重量％的所述多个纳米结构。
605.如实施例604所述的能量存储装置的电极，其中所述多个硅藻壳中的所述至少一者包括约50重量％至约60重量％的所述多个纳米结构。
606.如实施例598所述的能量存储装置的电极，其中所述电极为所述能量存储装置的阴极。
607.如实施例606所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括锰氧化物。
608.如实施例607所述的能量存储装置的电极，其中所述锰氧化物包括MnO。
609.如实施例607或实施例608所述的能量存储装置的电极，其中所述锰氧化物包括Mn3O4。
610.如实施例607至实施例609中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述锰氧化物包括Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
611.如实施例606至实施例610中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
612.如实施例606至实施例611中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括纳米纤维及四面体形纳米晶体中的至少一者。
613.如实施例606至实施例611中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个硅藻壳中的至少一者包括约5重量％至约95重量％的所述多个纳米结构。
614.如实施例613所述的能量存储装置的电极，其中所述多个硅藻壳中的所述至少一者包括约75重量％至约95重量％的所述多个纳米结构。
615.如实施例598至实施例614中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述电极更包括碳纳米管。
616.如实施例598至实施例615中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述电极更包括导电填充剂。
617.如实施例616所述的能量存储装置的能量存储装置的电极，其中所述导电填充剂包括石墨。
618.如实施例598至实施例617中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述电极更包括离子液体。
619.如实施例598至实施例618中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述电极更包括黏合剂。
620.一种于多个硅藻壳上形成氧化锌纳米结构的方法，包括：
提供所述多个硅藻壳；
于所述多个硅藻壳上形成包括氧化锌的晶种层，得到多个氧化锌接种的硅藻壳；以及
于所述多个氧化锌接种的硅藻壳的所述晶种层所述上形成包括氧化锌的纳米结构。
621.如实施例620所述的形成方法，其中形成所述晶种层包括提供包括约2重量％至约5重量％的所述多个硅藻壳的晶种层溶液。
622.如实施例621所述的形成方法，其中所述晶种层溶液包括约0.1重量％至约0.5重量％的锌盐。
623.如实施例622所述的形成方法，其中所述锌盐包括Zn(CH3COO)2。
624.如实施例621至实施例623中任一项所述的形成方法，其中所述晶种层溶液包括约94.5重量％至约97.9重量％的醇。
625.如实施例624所述的形成方法，其中所述醇包括乙醇。
626.如实施例621至实施例625中任一项所述的形成方法，更包括加热所述晶种层溶液。
627.如实施例626所述的形成方法，其中加热所述晶种层溶液包括将所述晶种层溶液加热至温度大于约80℃。
628.如实施例626或实施例627所述的形成方法，其中加热所述晶种层溶液包括在真空烘箱中加热所述晶种层溶液。
629.如实施例628所述的形成方法，其中在真空烘箱中加热所述晶种层溶液包括在约1毫巴的压力下加热。
630.如实施例621至实施例629中任一项所述的形成方法，更包括将所述多个硅藻壳退火。
631.如实施例631所述的形成方法，其中退火包括在约200℃至约500℃的温度下退火。
632.如实施例620至实施例631中任一项所述的形成方法，其中形成所述氧化锌纳米结构包括形成包括约1重量％至约5重量％的所述多个氧化锌接种的硅藻壳的纳米结构溶液。
633.如实施例632所述的形成方法，其中所述纳米结构溶液包括约6重量％至约10重量％的锌盐。
634.如实施例633所述的形成方法，其中所述锌盐包括Zn(NO3)2。
635.如实施例632至实施例634中任一项所述的形成方法，其中所述纳米结构溶液包括约1重量％至约2重量％的碱。
636.如实施例635所述的形成方法，其中所述碱包括氢氧化铵(NH4OH)。
637.如实施例632至实施例636中任一项所述的形成方法，其中所述纳米结构溶液包括约1重量％至约5重量％的添加剂。
638.如实施例637所述的形成方法，其中所述添加剂包括六亚甲基四胺(HMTA)。
639.如实施例632至实施例638中任一项所述的形成方法，其中所述纳米结构溶液包括约78重量％至约91重量％的纯化水。
640.如实施例632至实施例638中任一项所述的形成方法，其中形成所述氧化锌纳米结构包括加热所述纳米结构溶液。
641.如实施例640所述的形成方法，其中加热包括用微波加热。
642.如实施例640或实施例641所述的形成方法，其中加热包括加热至温度为约100℃至约250℃。
643.如实施例640至实施例642中任一项所述的形成方法，更包括在加热期间搅拌。
644.如实施例620至实施例643中任一项所述的形成方法，其中所述多个硅藻壳中的至少一者包括约5重量％至约95重量％的所述氧化锌。
645.一种于多个硅藻壳上形成包括锰氧化物的纳米结构的方法，包括：
提供所述多个硅藻壳；以及
形成于所述多个硅藻壳上包括所述锰氧化物的所述纳米结构，其中形成所述纳米结构包括提供包括锰来源的溶液从而形成包括所述锰氧化物的所述纳米结构。
646.如实施例645所述的形成方法，其中所述锰来源包括锰盐，且其中所述溶液包括约7重量％至约10重量％的所述锰盐。
647.如实施例646所述的形成方法，其中所述锰盐包括乙酸锰(Mn(CH3COO)2)。
648.如实施例645至实施例647中任一项所述的形成方法，其中所述溶液包括约0.5重量％至约2重量％的所述多个硅藻壳。
649.如实施例645至实施例648中任一项所述的形成方法，其中所述溶液包括约5重量％至约10重量％的碱。
650.如实施例649所述的形成方法，其中所述碱包括氢氧化铵(NH4OH)。
651.如实施例645至实施例650中任一项所述的形成方法，其中所述溶液包括约78重量％至约87.5重量％的含氧纯化水。
652.如实施例645至实施例651中任一项所述的形成方法，更包括加热所述溶液。
653.如实施例652所述的形成方法，其中加热包括用微波加热。
654.如实施例652或实施例653所述的形成方法，其中加热所述溶液包括加热至温度为约100℃至约250℃。
655.如实施例652至实施例654中任一项所述的形成方法，更包括在加热的同时进行搅拌。
656.一种用于能量存储装置的电极的墨水，包括：
多个硅藻壳，其中所述多个硅藻壳中的每一者包括形成于至少一个表面上的多个纳米结构；以及
聚合物黏合剂。
657.如实施例656所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述电极为所述能量存储装置的阳极。
658.如实施例657所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述多个纳米结构包括氧化锌。
659.如实施例657或实施例658所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述多个硅藻壳中的至少一者包括约5重量％至约95重量％的所述纳米结构。
660.如实施例657至实施例659中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，更包括电解质盐。
661.如实施例660所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述电解质盐包括锌盐。
662.如实施例661所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述锌盐包括四氟硼酸锌。
663.如实施例656所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述电极为所述能量存储装置的阴极。
664.如实施例663所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述多个纳米结构包括锰氧化物。
665.如实施例664所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述锰氧化物包括MnO。
666.如实施例664或实施例665所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述锰氧化物包括Mn3O4。
667.如实施例663至实施例666中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述锰氧化物包括Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
668.如实施例663至实施例667中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述多个硅藻壳中的至少一者包括约5重量％至约95重量％的所述纳米结构。
669.如实施例656至实施例668中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，更包括约10重量％至约20重量％的所述多个硅藻壳。
670.如实施例656至实施例669中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，更包括离子液体。
671.如实施例670所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述墨水包括约2重量％至约15重量％的所述离子液体。
672.如实施例670或实施例671所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述离子液体包括1-乙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐。
673.如实施例656至实施例672中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，更包括导电填充剂。
674.如实施例673所述的用于能量存储装置的电极的墨水，更包括多达约10重量％的所述导电填充剂。
675.如实施例673或实施例674所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述导电填充剂包括石墨。
676.如实施例656至实施例675中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，更包括碳纳米管。
677.如实施例676所述的用于能量存储装置的电极的墨水，更包括约0.2重量％至约20重量％的所述碳纳米管。
678.如实施例676或实施例677所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述碳纳米管包括多壁碳纳米管。
679.如实施例656至实施例678中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述墨水包括约1重量％至约5重量％的所述聚合物黏合剂。
680.如实施例679所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述聚合物黏合剂包括聚偏二氟乙烯。
681.如实施例656至实施例680中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，更包括溶剂。
682.如实施例681所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述墨水包括约47重量％至约86.8重量％的所述溶剂。
683.如实施例681或实施例682所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述溶剂包括N-甲基-2-吡咯啶酮。
684.一种制备用于能量存储装置的电极的墨水的方法，所述方法包括：
提供离子液体；
将多个碳纳米管分散于所述离子液体中以形成包括所述多个碳纳米管及所述离子液体的第一分散液；以及
添加多个硅藻壳，其中所述多个硅藻壳中的每一者于表面上包括多个纳米结构。
685.如实施例684所述的制备方法，其中所述多个纳米结构包括氧化锌。
686.如实施例684所述的制备方法，其中所述多个纳米结构包括锰氧化物。
687.如实施例686所述的制备方法，其中所述锰氧化物包括MnO。
688.如实施例686或实施例687所述的制备方法，其中所述锰氧化物包括Mn3O4。
689.如实施例686至实施例688中任一项所述的制备方法，其中所述锰氧化物包括Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
690.如实施例684至实施例689中任一项所述的制备方法，更包括形成包括所述多个碳纳米管、所述离子液体以及溶剂的第二分散液。
691.如实施例690所述的制造方法，其中所述溶剂包括N-甲基-2-吡咯啶酮。
692.如实施例690或实施例691所述的制造方法，其中添加所述多个硅藻壳包括将所述多个硅藻壳添加至所述第二分散液以形成第一混合物。
693.如实施例692所述的制造方法，更包括将导电填充剂添加至所述第二分散液中以形成所述第一混合物。
694.如实施例693所述的制造方法，其中所述导电填充剂包括石墨。
695.如实施例692或693所述的制造方法，更包括将电解质盐添加至所述第一混合物以形成第二混合物中。
696.如实施例695所述的制造方法，其中所述电解质盐包括锌盐。
697.如实施例696所述的制造方法，其中所述锌盐包括四氟硼酸锌。
698.如实施例695至实施例697中任一项所述的制造方法，其中添加所述多个硅藻壳、所述导电填充剂以及所述电解质盐中的至少一者包括搅拌。
699.如实施例698所述的制造方法，其中搅拌包括应用离心混合器。
700.如实施例695至实施例699中任一项所述的制造方法，更包括将溶液添加至所述第二混合物中以形成第三混合物，其中所述溶液包括所述溶剂及聚合物黏合剂。
701.如实施例700所述的制造方法，其中所述聚合物黏合剂为约10重量％至约20重量％的所述溶液。
702.如实施例700或实施例701所述的制造方法，其中所述聚合物黏合剂包括聚偏二氟乙烯。
703.如实施例700至实施例702中任一项所述的制造方法，更包括加热所述第三混合物。
704.如实施例703所述的制造方法，其中所述加热包括加热至约80℃至约180℃的温度。
705.如实施例703或实施例704所述的制造方法，更包括在所述加热期间搅拌。
706.一种印刷能量存储装置的方法，包括：
印刷包括第一组多个硅藻壳的第一电极，其中所述多个硅藻壳中的每一者于表面上包括第一组多个纳米结构；以及
将隔膜印刷于所述第一电极上方。
707.如实施例706所述的印刷方法，更包括提供第一集电体，且其中印刷所述第一电极包括将所述第一电极印刷于所述第一集电体上方。
708.如实施例707所述的印刷方法，其中提供所述第一集电体包括提供第一导电箔。
709.如实施例706至实施例708中任一项所述的印刷方法，更包括提供第二集电体。
710.如实施例709所述的印刷方法，其中提供所述第二集电体包括提供第二导电箔。
711.如实施例710所述的印刷方法，更包括印刷第二电极，其中所述第二电极包括第二组多个硅藻壳，其中所述第二组多个硅藻壳中的每一者于表面上包括第二组多个纳米结构。
712.如实施例711所述的印刷方法，其中印刷所述第二电极包括将所述第二电极印刷于所述隔膜上方。
713.如实施例711所述的印刷方法，其中印刷所述第二电极包括将所述第二电极印刷于所述第二集电体上方。
714.如实施例713所述的印刷方法，更包括将所述隔膜印刷于所述第二电极上。
715.如实施例707所述的印刷方法，其中提供所述第一集电体包括提供所述第一集电体。
716.如实施例715所述的印刷方法，更包括将第二电极印刷于所述隔膜上方，其中所述第二电极包括第二组多个硅藻壳，其中所述第二组多个硅藻壳中的每一者于表面上包括第二组多个纳米结构。
717.如实施例716所述的印刷方法，更包括将第二集电体印刷于所述第二电极上。
718.如实施例715所述的印刷方法，其中更包括以距所述第一集电体一定横向距离印刷第二集电体。
719.如实施例718所述的印刷方法，更包括将第二电极以距所述第一集电体一定横向距离印刷于所述第二集电体上方，其中所述第二电极包括第二组多个硅藻壳，其中所述第二组多个硅藻壳中的每一者于表面上包括第二组多个纳米结构。
720.如实施例719所述的印刷方法，其中印刷所述隔膜包括将所述隔膜印刷于所述第一电极及所述第二电极上方。
721.一种制造能量存储装置的方法，包括：
形成第一结构，其中形成所述第一结构包括：
将第一电极印刷于第一集电体上方，以及
将隔膜印刷于所述第一电极上方；
形成第二结构，其中形成所述第二结构包括：
将第二电极印刷于第二集电体上方；以及
将所述第一结构耦接于所述第二结构以形成所述能量存储装置，
其中耦接包括在所述第一电极与所述第二电极之间提供所述隔膜。
722.一种制造能量存储装置的方法，包括：
形成第一结构，其中形成所述第一结构包括：
将第一电极印刷于第一集电体上方，以及
将隔膜的第一部分印刷于所述第一电极上方；
形成第二结构，其中形成所述第二结构包括：
将第二电极印刷于第二集电体上方，以及
将所述隔膜的第二部分印刷于所述第二电极上；以及
将所述第一结构耦接于所述第二结构以形成所述能量存储装置，
其中耦接包括在所述第一电极与所述第二电极之间提供所述隔膜的所述第一部分及所述隔膜的所述第二部分。
723.一种制造能量存储装置的方法，包括：
形成第一结构，其中形成所述第一结构包括：
将第一电极印刷于第一集电体上方，
将隔膜印刷于所述第一电极上方，以及
将第二电极印刷于所述隔膜上；
形成第二结构，其中形成所述第二结构包括提供第二集电体；以及
将所述第一结构耦接于所述第二结构以形成所述能量存储装置，
其中耦接包括在第二第二集电体与所述隔膜之间提供所述第二电极。
724.如实施例721至实施例723中任一项所述的制造方法，其中所述第一集电体包括导电箔。
725.如实施例721至实施例723中任一项所述的制造方法，更包括于基板上形成所述第一集电体。
726.如实施例725所述的制造方法，其中形成所述第一集电体包括将所述第一集电体印刷于所述基板上方。
727.如实施例721至实施例726中任一项所述的制造方法，其中所述第二集电体包括导电箔。
728.如实施例721至实施例726中任一项所述的制造方法，更包括于第二基板上形成所述第二集电体。
729.如实施例728所述的制造方法，其中形成所述第一集电体包括将所述第一集电体印刷于所述第二基板上方。
730.一种制造能量存储装置的方法，包括：
印刷第一集电体；
将第一电极印刷于所述第一集电体上方；
将隔膜印刷于所述第一电极上方；
将第二电极印刷于所述隔膜上方；以及
将第二集电体印刷于所述第二电极上方。
731.一种制造能量存储装置的方法，包括：
印刷第一集电体；
以距所述第一集电体一定横向距离印刷第二集电体；
将第一电极印刷于所述第一集电体上方；
将第二电极印刷于所述第二集电体上方；以及
将隔膜印刷于所述第一电极及所述第二电极的上方以及所述第一电极与所述第二电极之间。
732.如实施例721至实施例731中任一项所述的制造方法，其中所述第一电极包括第一组多个硅藻壳，其中所述第一组多个硅藻壳中的每一者包括形成于至少一个表面上的纳米结构。
733.如实施例732所述的制造方法，其中所述纳米结构包括锰氧化物。
734.如实施例733所述的制造方法，其中所述锰氧化物包括MnO。
735.如实施例733或实施例734所述的制造方法，其中所述锰氧化物包括Mn3O4。
736.如实施例733至实施例735中任一项所述的制造方法，其中所述锰氧化物包括Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
737.如实施例721至实施例736中任一项所述的制造方法，其中所述第二电极包括第二组多个硅藻壳，其中所述第二组多个硅藻壳中的每一者包括纳米结构。
738.如实施例737所述的制造方法，其中所述纳米结构包括氧化锌。
739.如实施例721至实施例738中任一项所述的制造方法，其中所述隔膜包括第三组多个硅藻壳，其中所述第三组多个硅藻壳中的每一者大体上不包括表面改质。
740.一种能量存储装置，包括：
包括第一组多个硅藻壳的阴极，所述第一组多个硅藻壳包括包括锰氧化物的纳米结构；以及
包括第二组多个硅藻壳的阳极，所述第二组多个硅藻壳包括包括氧化锌的纳米结构。
741.如实施例740所述的能量存储装置，其中所述锰氧化物包括MnO。
742.如实施例740或如实施例741所述的能量存储装置，其中所述锰氧化物包括Mn3O4、Mn2O3以及MnOOH中的至少一者。
743.如实施例740至实施例742中任一项所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳中的至少一者包括所述锰氧化物的质量与所述至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约20:1。
744.如实施例740至实施例743中任一项所述的能量存储装置，其中所述第二组多个硅藻壳中的至少一者包括所述氧化锌的质量与所述至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约20:1。
745.如实施例740至实施例744中任一项所述的能量存储装置，其中所述阳极更包括电解质盐。
746.如实施例745所述的能量存储装置，其中所述电解质盐包括锌盐。
747.如实施例740至实施例746中任一项所述的能量存储装置，其中所述阴极及所述阳极中的至少一者更包括碳纳米管。
748.如实施例740至实施例747中任一项所述的能量存储装置例，其中所述阴极及所述阳极中的至少一者更包括导电填充剂。
749.如实施例748所述的能量存储装置，其中所述导电填充剂包括石墨。
750.如实施例740至实施例749中任一项所述的能量存储装置，更包括所述阴极与所述阳极之间的隔膜，其中所述隔膜包括第三组多个硅藻壳。
751.如实施例750所述的能量存储装置，其中所述第三组多个硅藻壳大体上不包括表面改质。
752.如实施例750或实施例751所述的能量存储装置，其中所述阴极、所述阳极以及所述隔膜中的至少一者包括离子液体。
753.如实施例740至实施例752中任一项所述的能量存储装置，其中所述装置为可再充电电池。
754.如实施例740至实施例753中任一项所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳包括大体上不由包括所述锰氧化物的所述纳米结构堵塞的第一组多个孔，且其中所述第二组多个硅藻壳包括大体上不由包括所述氧化锌的所述纳米结构堵塞的第二组多个孔。
755.一种硅藻壳，包括多个纳米结构于至少一个表面上，其中所述多个纳米结构包括氧化锌，其中所述多个纳米结构的质量与所述硅藻壳的质量的比率为约1:1至约20:1。
756.如实施例755所述的硅藻壳，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
757.如实施例755或实施例756所述的硅藻壳，其中所述硅藻壳包括大体上不由所述多个纳米结构堵塞的多个孔。
758.一种硅藻壳，包括多个纳米结构于至少一个表面上，其中所述多个纳米结构包括锰氧化物，其中所述多个纳米结构的质量与所述硅藻壳的质量的比率为约1:1至约20:1。
759.如实施例758所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包括MnO。
760.如实施例758或实施例759所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包括Mn3O4。
761.如实施例758至实施例760中任一项所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包括Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
762.如实施例758至实施例761中任一项所述的硅藻壳，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
763.如实施例758或实施例762中任一项所述的硅藻壳，其中所述硅藻壳包括大体上不由所述多个纳米结构堵塞的多个孔。
764.一种能量存储装置的电极，所述电极包括：
多个硅藻壳，其中所述多个硅藻壳中的每一者包括形成于至少一个表面上的多个纳米结构，其中所述多个硅藻壳中的至少一者包括所述多个纳米结构的质量与所述至少一个硅藻壳的质量的比率为约1:20至约20:1。
765.如实施例764所述的能量存储装置的电极，其中所述电极为所述能量存储装置的阳极。
766.如实施例765所述的能量存储装置的电极，其中所述阳极更包括电解质盐。
767.如实施例766所述的能量存储装置的电极，其中所述电解质盐包括锌盐。
768.如实施例765至实施例767中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括氧化锌。
769.如实施例764至实施例768中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
770.如实施例764或实施例769所述的能量存储装置的电极，其中所述电极为所述能量存储装置的阴极。
771.如实施例770所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括锰氧化物。
772.如实施例771所述的能量存储装置的电极，其中所述锰氧化物包括MnO。
773.如实施例771或实施例772所述的能量存储装置的电极，其中所述锰氧化物包括Mn3O4、Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
774.如实施例764至实施例773中任一项所述的能量存储装置的电极，更包括碳纳米管。
775.如实施例764至实施例774中任一项所述的能量存储装置的电极，更包括导电填充剂。
776.如实施例775所述的能量存储装置的电极，其中所述导电填充剂包括石墨。
777.如实施例764至实施例776中任一项所述的能量存储装置的电极，更包括离子液体。
778.如实施例764至实施例777中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个硅藻壳中的每一者包括大体上不由所述多个纳米结构堵塞的多个孔。
779.如实施例559至实施例562及实施例565至实施例585中任一项所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的包括所述锰氧化物的所述纳米结构的质量比所述至少一个硅藻壳的质量为约1:20至约100:1。
780.如实施例779所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的包括所述锰氧化物的所述纳米结构的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约1:1至约100:1。
781.如实施例779所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的包括所述锰氧化物的所述纳米结构的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约1:20至约100:1。
782.如实施例559至实施例564、实施例567至实施例585以及实施例779至实施例781中任一项所述的能量存储装置，其中所述第二组多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的所述ZnO的质量比所述第二组多个硅藻壳的所述至少一个硅藻壳的质量为约1:20至约100:1。
783.如实施例782所述的能量存储装置，其中所述第二组多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的所述ZnO的所述质量比所述第二组多个硅藻壳的所述至少一个硅藻壳的所述质量为约1:1至约100:1。
784.如实施例782所述的能量存储装置，其中所述第二组多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的所述ZnO的所述质量比所述第二组多个硅藻壳的所述至少一个硅藻壳的所述质量为约20:1至约100:1。
785.如实施例586及实施例589中任一项所述的硅藻壳，其中所述ZnO的质量比所述硅藻壳的质量为约1:20至约100:1。
786.如实施例785所述的硅藻壳，所述ZnO的所述质量比所述硅藻壳的所述质量为约1:1至约100:1。
787.如实施例785所述的硅藻壳，其中所述ZnO的所述质量比所述硅藻壳的所述质量为约20:1至约100:1。
788.如实施例590及实施例593至实施例597中任一项所述的硅藻壳，其中包括所述锰氧化物的所述多个纳米结构的质量比所述硅藻壳的质量为约1:20至约100:1。
789.如实施例788所述的硅藻壳，其中包括所述锰氧化物的所述多个纳米结构的所述质量比所述硅藻壳的所述质量为约1:1至约100:1。
790.如实施例788所述的硅藻壳，其中包括所述锰氧化物的所述多个纳米结构的所述质量比所述硅藻壳的所述质量为约20:1至约100:1。
791.如实施例598至实施例603及实施例606至实施例612、实施例615至实施例619中任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构的质量比所述多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的质量为约1:20至约100:1。
792.如实施例791所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约1:1至约100:1。
793.如实施例791所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约20:1至约100:1。
794.如实施例620至实施例643中任一项所述的形成方法，其中所述氧化锌的质量比所述多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的质量为约1:20至约100:1。
795.如实施例794所述的形成方法，其中所述氧化锌的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约1:1至约100:1。
796.如实施例794所述的形成方法，其中所述氧化锌的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约20:1至约100:1。
797.如实施例645至实施例655中任一项所述的形成方法，其中包括所述锰氧化物的所述纳米结构的质量比所述多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的质量为约1:20至约100:1。
798.如实施例797所述的形成方法，其中包括所述锰氧化物的所述纳米结构的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约1:1至约100:1。
799.如实施例797所述的形成方法，其中包括所述锰氧化物的所述纳米结构的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约20:1至约100:1。
800.如实施例656至实施例658、实施例660至实施例667以及实施例669至实施例683中任一项所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述多个纳米结构的质量比所述多个硅藻壳的至少一个硅藻壳的质量为约1:20至约100:1。
801.如实施例800所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述多个纳米结构的所述质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约1:1至约100:1。
802.如实施例800所述的用于能量存储装置的电极的墨水，其中所述多个纳米结构的质量比所述至少一个硅藻壳的所述质量为约20:1至约100:1。
尽管本文所述的方法及装置可易受各种修改及替代形式影响，但在附图中已展示且在本文中详细描述所述方法及装置的特定实例。然而，应了解本发明不受所揭示的特定形式或方法限制，但相反，本发明涵盖属于所述多种实施例及随附申请专利范围的精神及范畴内的所有修改、等效物以及替代方案。亦意欲制备实施例的特定特征及形式的各种组合或子组合且仍属于本发明的范畴内。应理解，所揭示实施例的各种特征及形式可彼此组合或取代以形成本发明实施例的不同模式。此外，本文揭示的任何特定特点、形式、方法、特性、特征、品质、属性、要素等与实施方案或实施例结合可用于本文所阐述的所有其他实施方案或实施例。
本文所揭示的任何方法无需以所叙述的次序执行。本文揭示的方法可包含由医师采取的某些行动；然而，所述方法亦可包含那些行动的任何明确或通过暗示的第三方指示。举例而言，诸如“添加硅藻壳至氧化乙酸锰溶液中”的行动包含“指示添加硅藻壳至氧化乙酸锰溶液中”。
本文揭示的范围亦涵盖任何及所有重叠、子范围以及其组合。诸如“至多”、“至少”、“大于”、“小于”、“在……之间”及其类似语言的语言包含所述的数目。诸如“约”或“大致”的数目前的术语包含所述数目且应根据情形加以解释(例如在所述情形下合理地尽可能精确，例如±5％、±10％、±15％等)。举例而言，“约3.5毫米”包含“3.5毫米”。诸如“大体上”的片语前的术语包含所述片语且应根据情形加以解释(例如在所述情形下合理地尽可能多)。举例而言，“大体上恒定”包含“恒定”。
本文所提供的标题(若存在)仅为方便起见且不一定会影响本文所揭示装置及方法的范畴或含义。

Claims (39)

1.一种能量存储装置，包括：
阴极，包括第一组多个硅藻壳，所述第一组多个硅藻壳包含包括锰氧化物的纳米结构；以及
阳极，包括第二组多个硅藻壳，所述第二组多个硅藻壳包含包括氧化锌的纳米结构。
2.根据权利要求1所述的能量存储装置，其中所述阳极还包括电解质盐。
3.根据权利要求2所述的能量存储装置，其中所述电解质盐包括锌盐。
4.根据权利要求1所述的能量存储装置，其中所述阴极及所述阳极中的至少一者还包括导电填充剂。
5.根据权利要求4所述的能量存储装置，其中所述导电填充剂包括石墨。
6.根据权利要求1所述的能量存储装置，还包括在所述阴极与所述阳极之间的隔膜，其中所述隔膜包括第三组多个硅藻壳。
7.根据权利要求6所述的能量存储装置，其中所述第三组多个硅藻壳大体上不包括表面改质。
8.根据权利要求6所述的能量存储装置，其中所述阴极、所述阳极以及所述隔膜中的至少一者包括离子液体。
9.根据权利要求1至8的任一项所述的能量存储装置，其中所述锰氧化物包括MnO。
10.根据权利要求1至8的任一项所述的能量存储装置，其中所述锰氧化物包括Mn3O4、Mn2O3以及MnOOH中的至少一者。
11.根据权利要求1至8的任一项所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳中的至少一者包括的所述锰氧化物的质量与所述至少一个硅藻壳的质量的比率为1:20至20:1。
12.根据权利要求1至8的任一项所述的能量存储装置，其中所述第二组多个硅藻壳中的至少一者包括的所述氧化锌的质量与所述至少一个硅藻壳的质量的比率为1:20至20:1。
13.根据权利要求1至8的任一项所述的能量存储装置，其中所述阴极及所述阳极中的至少一者还包括碳纳米管。
14.根据权利要求1至8的任一项所述的能量存储装置，其中所述装置为可再充电电池。
15.根据权利要求1至8的任一项所述的能量存储装置，其中所述第一组多个硅藻壳包括第一组多个孔，所述第一组多个孔大体上未由包括所述锰氧化物的所述纳米结构堵塞，且其中所述第二组多个硅藻壳包括第二组多个孔，所述第二组多个孔大体上未由包括所述氧化锌的所述纳米结构堵塞。
16.一种硅藻壳，其在至少一个表面上包括多个纳米结构，其中所述多个纳米结构包括氧化锌，其中所述多个纳米结构的质量与所述硅藻壳的质量的比率为1:1至20:1。
17.根据权利要求16所述的硅藻壳，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
18.根据权利要求16或17所述的硅藻壳，其中所述硅藻壳包括大体上未由所述多个纳米结构堵塞的多个孔。
19.一种硅藻壳，其在至少一个表面上包括多个纳米结构，其中所述多个纳米结构包括锰氧化物，其中所述多个纳米结构的质量与所述硅藻壳的质量的比率为1:1至20:1。
20.根据权利要求19所述的硅藻壳，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
21.根据权利要求19所述的硅藻壳，其中所述硅藻壳包括大体上未由所述多个纳米结构堵塞的多个孔。
22.根据权利要求19至21的任一项所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包括MnO。
23.根据权利要求19至21的任一项所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包括Mn3O4。
24.根据权利要求19至21的任一项所述的硅藻壳，其中所述锰氧化物包含Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
25.一种能量存储装置的电极，所述电极包括：
多个硅藻壳，其中所述多个硅藻壳中的每一者包括形成于至少一个表面上的多个纳米结构，其中所述多个硅藻壳中的至少一者包括的所述多个纳米结构的质量与所述至少一个硅藻壳的质量的比率为1:20至20:1。
26.根据权利要求25所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括以下各者中的至少一者：纳米线、纳米板、致密纳米粒子、纳米带以及纳米盘。
27.根据权利要求25所述的能量存储装置的电极，还包括碳纳米管。
28.根据权利要求25所述的能量存储装置的电极，还包括导电填充剂。
29.根据权利要求28所述的能量存储装置的电极，其中所述导电填充剂包括石墨。
30.根据权利要求25所述的能量存储装置的电极，还包括离子液体。
31.根据权利要求25所述的能量存储装置的电极，其中所述多个硅藻壳中的每一者包括大体上未由所述多个纳米结构堵塞的多个孔。
32.根据权利要求25至31的任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述电极为所述能量存储装置的阳极。
33.根据权利要求32所述的能量存储装置的电极，其中所述阳极还包括电解质盐。
34.根据权利要求33所述的能量存储装置的电极，其中所述电解质盐包括锌盐。
35.根据权利要求32所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括氧化锌。
36.根据权利要求25至31的任一项所述的能量存储装置的电极，其中所述电极为所述能量存储装置的阴极。
37.根据权利要求36所述的能量存储装置的电极，其中所述多个纳米结构包括锰氧化物。
38.根据权利要求37所述的能量存储装置的电极，其中所述锰氧化物包括MnO。
39.根据权利要求37所述的能量存储装置的电极，其中所述锰氧化物包括Mn3O4、Mn2O3及MnOOH中的至少一者。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111718691A (zh) * 2020-07-01 2020-09-29 南方科技大学 一种硅藻基相变储能材料及其制备方法和用途
US20220190336A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-16 Guangdong Kaijin New Energy Technology Co., Ltd. Carbon-based anode material having surface formed with slightly oxidized pores, and method for preparing same

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10396365B2 (en) 2012-07-18 2019-08-27 Printed Energy Pty Ltd Diatomaceous energy storage devices
CN104584160B (zh) 2012-07-18 2018-03-23 印制能源技术有限公司 能量储存装置与用于印刷薄膜的墨水
US9548511B2 (en) 2012-07-18 2017-01-17 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Diatomaceous energy storage devices
US9520598B2 (en) 2012-10-10 2016-12-13 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Printed energy storage device
US9397341B2 (en) 2012-10-10 2016-07-19 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Printed energy storage device
KR102071269B1 (ko) 2013-07-17 2020-01-30 엔티에이치 디그리 테크놀로지스 월드와이드 인코포레이티드 프린트된 산화은 배터리들
WO2019182874A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 Printed Energy Pty Ltd Diatomaceous energy storage devices
CN112019091B (zh) * 2019-05-30 2021-08-31 清华大学 产生电能的装置
WO2021201807A1 (en) * 2020-04-02 2021-10-07 Maltepe Üni̇versi̇tesi̇ Teknoloji̇ Transfer Ofi̇si̇ Anoni̇m Şi̇rketi̇ Borophene nanocomposite material and a supercapacitor containing borophene nanocomposite material
CN111508716B (zh) * 2020-04-03 2021-06-18 三峡大学 Ni3Bi2S2/N-C电催化材料的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104584160A (zh) * 2012-07-18 2015-04-29 无限科技全球公司 硅藻土能量储存装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63248071A (ja) * 1987-04-02 1988-10-14 Shikoku Chem Corp 亜鉛・マンガン電池
US7615206B2 (en) * 2006-08-11 2009-11-10 Georgia Tech Research Corporation Methods of fabricating nanoscale-to-microscale structures
IN2012DN02063A (zh) * 2009-08-28 2015-08-21 Sion Power Corp
CN102959769A (zh) * 2010-04-28 2013-03-06 弗莱克赛尔有限责任公司 薄的柔性电化学能量电池
US20140017557A1 (en) * 2012-07-16 2014-01-16 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Printable Composition for an Ionic Gel Separation Layer for Energy Storage Devices
US9083010B2 (en) * 2012-07-18 2015-07-14 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Diatomaceous energy storage devices
US9520598B2 (en) * 2012-10-10 2016-12-13 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Printed energy storage device
CN102941060B (zh) * 2012-11-28 2014-10-01 东北大学 用于处理含铅废水的氧化锰硅藻土复合吸附剂及制备方法
JP6148873B2 (ja) * 2013-02-05 2017-06-14 株式会社日本触媒 亜鉛負極合剤、亜鉛負極及び電池
CN103182293A (zh) * 2013-04-01 2013-07-03 北京工业大学 一种天然多孔硅藻土基沉积氧化锰钠米线的制备方法
CN103864395B (zh) * 2014-01-10 2016-08-17 郭大力 一种纳米复合型抗菌硅藻泥
JP6323117B2 (ja) * 2014-03-28 2018-05-16 住友金属鉱山株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質の前駆体の製造方法、及び非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104584160A (zh) * 2012-07-18 2015-04-29 无限科技全球公司 硅藻土能量储存装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111718691A (zh) * 2020-07-01 2020-09-29 南方科技大学 一种硅藻基相变储能材料及其制备方法和用途
US20220190336A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-16 Guangdong Kaijin New Energy Technology Co., Ltd. Carbon-based anode material having surface formed with slightly oxidized pores, and method for preparing same

Also Published As

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