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1. (WO2010032159) 2D OR 3D ELECTROCHEMICAL DEVICE EMPLOYING COMPOSIT ACTIVE ELECTRODES
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2010/032159    International Application No.:    PCT/IB2009/053920
Publication Date: 25.03.2010 International Filing Date: 08.09.2009
IPC:
H01M 4/62 (2006.01), H01M 10/04 (2006.01), H01M 10/052 (2010.01), H01M 10/0585 (2010.01), H01M 4/02 (2006.01), H01M 4/36 (2006.01), H01M 4/58 (2010.01), H01M 6/40 (2006.01), H01M 4/525 (2010.01), H01M 4/131 (2010.01), H01M 10/0562 (2010.01)
Applicants: NXP B.V. [NL/NL]; Hith Tech Campus 60 NL-5656 AG Eindhoven (NL) (For All Designated States Except US).
KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V. [NL/NL]; Groenewoudseweg 1 NL-5621 BA Eindhoven (NL) (For All Designated States Except US).
BESLING, Willem Frederik Adrianus [NL/NL]; (For US Only).
NIESSEN, Rogier Adrianus Henrica [NL/NL]; (For US Only).
KLOOTWIJK, Johan Hendrik [NL/NL]; (For US Only).
VERHAEGH, Nynke [NL/NL]; (For US Only)
Inventors: BESLING, Willem Frederik Adrianus; .
NIESSEN, Rogier Adrianus Henrica; .
KLOOTWIJK, Johan Hendrik; .
VERHAEGH, Nynke;
Agent: KROTT, Michel; (NL)
Priority Data:
08164493.2 17.09.2008 EP
Title (EN) 2D OR 3D ELECTROCHEMICAL DEVICE EMPLOYING COMPOSIT ACTIVE ELECTRODES
(FR) DISPOSITIF ÉLECTROCHIMIQUE 2D OU 3D EMPLOYANT DES ÉLECTRODES ACTIVES COMPOSITES
Abstract: front page image
(EN)The present invention relates to a modified rechargeable Li- ion solid- state battery design that is integrated in 3D silicon. Currently, several designs of 2D or 3D integrated batteries have already been described and disclosed in the prior art. Novel concepts (3D integration) of all- so lid- state rechargeable thin film Li-ion batteries were previously described in patent WO2005/O27245A2. These energy storage devices can be advantageously used as a power supply for many applications such as OLED devices, presence detection, implantables, smart cards and hearing aids. One of the problems associated with this type of solid-state batteries is the volume expansion/contraction of the active electrodes (anode and cathode) resulting from Lithium intercalation into/from the aforementioned electrodes. This volume change will inevitably cause stress and thus possibly compromise the mechanical stability of the device, resulting in lifetime degradation. Especially in high aspect ratio structures, like trenches, pillar or holes, high-curvature regions will cause problems. To reduce this volume expansion the active materials, comprising the anode and cathode, must be carefully chosen (chemical electrode matching) and their geometries matched (geometric electrode matching).
(FR)La présente invention concerne une pile à électrolyte solide Li-ion, rechargeable, modifiée, intégrée à du silicium 3D. Plusieurs modèles de piles 2D ou 3D intégrées, actuellement utilisés, ont été décrits dans l'art antérieur. Des concepts novateurs (intégration 3D) de piles à électrolyte entièrement solide Li-ion, rechargeables, à couches minces, ont été précédemment décrits dans le brevet WO2005/027245A2. Ces dispositifs de stockage d'énergie peuvent être utilisés de façon avantageuse comme sources de fourniture de puissance dans diverses applications comme, par exemple, des dispositifs OLED, des dispositifs de détection de présence, des dispositifs implantables, des cartes à puce intelligentes et des prothèses auditives. Un des problèmes liés à ce type de pile à électrolyte solide est la dilatation ou la contraction volumique des électrodes actives (anode et cathode) résultant de l'intercalation de lithium dans les électrodes susmentionnées ou l’élimination de lithium à partir des électrodes. Ce changement de volume provoque inévitablement une contrainte et peut donc compromettre la stabilité mécanique du dispositif et, par voie de conséquence, entraîner une diminution de sa durée de service. Dans des structures à rapport d'aspect élevé en particulier, comme des tranchées, des colonnes ou des trous par exemple, des régions de forte courbure seront source de problèmes. Afin de réduire cette dilatation volumique, il est impératif de choisir très précisément les matériaux actifs, à savoir l'anode et cathode (de façon à obtenir une excellente compatibilité chimique des électrodes) et de faire en sorte que leurs géométries correspondent (compatibilité géométrique des électrodes).
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PE, PG, PH, PL, PT, RO, RS, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
African Regional Intellectual Property Organization (BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Organization (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM)
European Patent Office (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)