[0028]多个沟槽114中的一个沟槽114、一些沟槽或所有沟槽中的至少一部分被填充有固态电池结构116。多个沟槽114中的该沟槽114、一些沟槽或所有沟槽内的固态电池结构116包括电连接到晶片电极112的电极或电极层。固态电池结构116可以是在一个沟槽内的电池结构或可在多个沟槽114中的若干沟槽或在多个沟槽114中的所有沟槽114上方延伸。可选地，固态电池结构可以在若干或每个沟槽中实施，并且固态电池结构116的电极可以相互连接或耦合。在若干沟槽上方延伸的固态电池结构116可通过同时在这些沟槽内形成固态电池结构116来获得。
[0029]在该沟槽内或在若干或所有沟槽内的固态电池结构114可例如包括在连接到两个晶片电极的第一晶片电极的第一电极层和连接到两个晶片电极的第二晶片电极的第二电极层之间的固态电解质层。换言之，固态电池结构114的阳极层可连接或耦合(例如通过控制电路或其它固态电池结构)到晶片110的阳极电极并且固态电池结构114的阴极可连接或耦合到晶片110的阴极电极。
[0030]例如，固态电解质层可包括或可包含锂磷氮氧化物LiPON或另一固态电解质。
[0031]替换地或附加地，电解质层可包括或可包含以下材料组中的至少一种材料，该组包括:锂、磷、镧、钛、锂磷氮氧化物、锂镧钛氧化物(LLTO)、聚合物、聚氧化乙烯、LiPO1 ,N1 y，th1-LISICON材料(锂超离子导体，例如 1^1(^?為2或 Li XGeyPzS4XLixMhM' yS4 (M = Si 或Ge，并且 M' = P、Al、Zn、Ga 或 Sb)、LixAlyTiz (PO4), 二氧化硅(S12)、氮化硅 Si3N4 或任何其它适当的电解质，例如钠超离子导体(NASIC0N)，NASIC0N类型材料(例如Na1+x+4yM2_ySixP3_x012，0 ^ X ^ 3, O ^ y ^ I (M = !!、!^、或冗!.))、!^# P2S5、Li2S P2S5 SiS2、Li2S SiS2、或硫氧化物玻璃(例如[[Li2S]Q.6[SiS丄JhJLixMOA (M= S1、P、Ge、B、Al、Ga、In))。固态电解质可被认为是由于离子在材料中的移动(例如通过在它们的晶体结构中的通道、空隙、或空结晶位置)而可运输电荷的材料。
[0032]可选地，第一电极层可包括阳极层(例如包括或包含碳或硅)和可选地包括集电极层(例如包括或包含氮化钛TiN)。集电极层也可被布置在沟槽内或可覆盖与例如晶片的表面处的阳极层接触的一个或多个沟槽。
[0033]替换地或附加地，阳极层可包括硅、多晶硅、非晶硅、碳、非晶碳、石墨、Li4Ti5O12(LTO)、CuN3、氧化钛(T12)或任何其它适当的阳极材料，如例如钛、金属硅化物(例如硅化钙、硅化镁、硅化钼)、Li15Si4、包含锂的合金(例如Li22M5/M (M=Ge, Sn、Pb、Si) )、Li44Si,Li4.4Ge、基于硅化锡的玻璃(例如SnO-B2O3-P2O5-Al2O3)、SnS_P2S5、Li2S-P2S5、包含硅的过渡金属氮化物(例如 SiMxNy (M=Co, N1、Cu))、由 T12、Sn、Ge、Al、Pb、In、ZnO 涂布的 Ni。阳极可以在本文被定义为例如在电池的充电期间的负电极。根据各个实施例，阳极可包括阳极材料(如之前描述的)的混合物或阳极材料与另一附加材料的混合物以提供微复合材料作为阳极材料。
[0034]此外，第二电极层可包括阴极层(例如包括或包含锂钴氧化物LiCoO2)以及可选的集电极层(例如包括或包含氮化钛)。
[0035]替换地或附加地，阴极层可包括锂、钴、镍、铝，氧、铁、磷、硫、锰、钒、锰尖晶石、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂(掺杂或未掺杂的)、过渡金属氧化物(例如Mn02、Fe3O4, Co3O4, T12,N1)、橄榄石(例如 LiCoPO4)、LiCoO2、LiN12, LiNixMnyO2, LiNi1.xCox02、LiNi0.85Co0.!Al0 05O2'LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2, LiMn2O4 (尖晶石结构)、Li473Ti573O4, V2O5、非晶形的 V205、LiMn2O4, Li2S'和LiFePO4、或任何其它适当的阴极材料，例如包括镍和不锈钢。阴极可在本文被例如定义为在电池的充电期间的正电极。
[0036]替换地或附加地，一个或两个集电极层可包括Cu、TiN, Pt、Al、AlCu、W、Au、WN、碳或这些材料的复合物或合金。
[0037]在一些实施例中，多个沟槽中的一沟槽、一些沟槽或所有沟槽包括腔。换言之，固态电池结构可在一个、一些或所有沟槽的壁上形成，在沟槽的中间留下气隙。之后，该气隙可由另一层(例如用于实施晶片的电极的金属层或上面提到的阳极层)覆盖，留下在多个沟槽中的一个、一些或所有沟槽内的腔。
[0038]在沟槽内的腔可提供用于在充电和/或放电期间用于固态电池结构的膨胀的空间。因此，可通过实施在沟槽内的腔来显著减小由于膨胀过程所致的晶片110的至少一半以上内的机械应力。
[0039]可在包括固态电池结构的所有沟槽内形成或保持腔。以该方式，可将机械应力保持得非常低。替换地，在每两个或三个(或另一数量)的沟槽内形成或保持腔以便将机械应力减小到期望水平可能是足够的。
[0040]图2示出根据一实施例的电池元件200的示意性横截面。电池元件200 (或电池单元)包括具有到达衬底210内的多个沟槽212的衬底210。多个沟槽212中的一沟槽212(或一些或所有沟槽)的一部分被填充有固态电池结构214。此外，多个沟槽212中的该沟槽212 (或一些或所有沟槽)包括腔216。
[0041]在沟槽内的腔216可提供如上面提到的在充电和/或放电期间用于固态电池结构的膨胀的空间。
[0042]衬底210可以例如是小管芯、晶片的大部分或整个晶片。衬底210可以是半导体衬底(例如基于娃、基于碳化娃、基于砷化镓)、玻璃衬底或适于形成具有固态电池结构的沟槽114的另一衬底。
[0043]可选地，多个沟槽中的每个沟槽的一部分被填充有固态电池结构，并且可选地多个沟槽中的每个沟槽包括腔。
[0044]电池元件200可包括对应于结合提出的概念或上面描述的一个或多个实施例(例如图1)描述的一个或多个方面(例如沟槽尺寸、固态电池结构、电极、封装)的一个或多个可选附加特征。
[0045]图3示出根据一实施例的电池元件300的示意性横截面。电池元件300的实施方式类似于图2中示出的电池元件。沟槽214 (例如沟槽单元)内的固态电池结构包括在第一电极层和第二电极层之间的固态电解质层306。固态电解质层306可包括或可包含锂磷氮氧化物(LiPON)。此外，第一电极层可包括阳极层308 (-)(例如包括或包含碳或硅)。电流集电极层310 (-)(例如包括或包含氮化钛TiN)可在若干或所有沟槽上方延伸。电流集电极层310可覆盖沟槽的开口并且可密封在沟槽214内剩余的腔216。此外，第二电极层可包括阴极层304 ( + )(例如包括或包含锂钴氧化物LiCo02)以及电流集电极层302 ( + )(例如包括或包含氮化钛)。第一电极层的电流集电极层310可连接或耦合到阳极电池元件电极(例如阳极晶片电极)并且第二电极层的电流集电极层302可连接或耦合到阴极电池元件电极(例如阴极晶片电极)。
[0046]第一电极层和第二电极层可以是可电连接在衬底的同一侧处的。例如，可以在接触区域320处移除固态电池结构的其它层以提供对第二电极层的访问。替换地，第一电极层和第二电极层可以是可连接在衬底的不同侧处的(例如图5和6)。
[0047]电池元件或结构可以例如是主要或仅利用半导体工艺可制造或制造的。可结合半导体工艺使用(例如沉积)一些新的材料。
[0048]电池元件300可包括对应于结合提出的概念或上面描述的一个或多个实施例(例如图1或2)描述的一个或多个方面(例如沟槽尺寸、固态电池结构、电极、封装、腔)的一个或多个可选附加特征。
[0049]一些实施例涉及包括外壳的移动设备，该外壳容纳被配置为提供音频数据和视频数据中的至少一种给用户的电子设备和被配置为提供电力供应给电子设备的电池。电池包括电池元件，电池元件包括具有到达衬底内的多个沟槽的衬底。多个沟槽中的沟槽的部分被填充有固态电池结构。衬底包括比移动设备的外壳的最大尺寸更大的最大尺寸。
[0050]由于大衬底的使用，电池大小可适应于移动设备的大小。以该方式，可提供用于移动设备的有效电力供应。
[0051]移动设备可以例如是智能电话、膝上型电脑或笔记本电脑。
[0052]外壳的最大尺寸可以是外壳在外壳的最大尺寸的方向上的延伸。例如，对于基本上矩形的外壳，最大尺寸可以是矩形的对角线。换言之，衬底可包括具有比移动设备的外壳的最大尺寸的至少一半(或至少70%或至少80%)更大的最大尺寸(例如矩形的对角线)的几何结构。
[0053]结合提出的概念或上面描述的一个或多个实施例提到关于电池、电池元件、衬底、沟槽和/或固态电池结构的更多细节或方面。
[0054]图4示出根据一实施例的用于形成电池的方法400的流程图。方法400包括制备410包括(至少)两个晶片电极的晶片。晶片包括从晶片的表面到达晶片内的多个沟槽。多个沟槽中的沟槽的至少一部分被填充有固态电池结构。此外，沟槽内的固态电池结构包括电连接到晶片电极的电极。附加地，方法400包括形成420包括用来提供到可连接设备的供电电压的两个外部可访问的电池电极的电池封装。
[0055]通过直接使用晶片(例如基本上整个晶片)用于形成电池，可以利用低成本到达高能量密度，因为可以在制造期间整块地处理晶片。此外，没有晶片的空间或仅很少的晶片的空间可能因为用于切割晶片的区域而损失。此外，用于切割晶片的制造时间和成本可被保持低或可被完全避免。
[0056]制备410晶片可包括在晶片上形成沟槽、固态电池结构和晶片电极和/或可包括制备(例如清洁、定位)晶片用于形成420电池封装。
[0057]例如，可将整个晶片用于电池并且可在电池封装中实施整个晶片。替换地，方法400可包括切割晶片以获得具有期望几何结构的晶片的剩余部分。晶片的剩余部分可以是晶片的至少一半以上并且可包括两个晶片电极。以该方式，可提供具有期望几何结构和/或大小的电池。
[0058]方