物可与甲苯溶液中 10%的聚异下締（PIB)混合。可由B50级聚异下締与甲苯W按重量计大致10份PIB B50 与90份甲苯制剂混合来形成10%的PIB溶液。10% PIB溶液可与附加量的甲苯和JMEMD/ K6粉末混合来配制用于阴极处理的浆料。该混合物可W大致1. 5份PIB B50/甲苯溶液与 2. 3份甲苯与4. 9份JMEMD/KS6粉末的比率包含运些物质。混合可继续，直到形成具有糊状 粘稠度的均匀的浆料。在所述体系中溶剂（例如甲苯）的量可W变化W影响所形成的浆料 的特性，并且在其它实例中，浆料中的PIB B50的相对量可与该实例不同。
[0163] 继续一次电池的实例，可W本公开中讨论的方式由前体混合物来形成水凝胶分隔 物。可通过将甲基丙締酸径乙醋化EMA)与乙二醇二甲基丙締酸醋巧GDMA)混合并与聚乙 締化咯烧酬（PV巧混合来形成前体混合物的实例。也可有其它组分诸如光引发剂添加到 混合物中。示例性的光引发剂可为苯基双化4, 6-S甲基苯甲酯基）-氧化麟，其可W包 括Irgacure'S819的商业制剂获得，其在本文中也可称为"CGI 819"。也可有多种溶剂， 所述溶剂可W不同的量使用W获得混合物的期望流变特性。在非限制性实例中，2-丙醇 (proponol)可用作合适的溶剂。
[0164] 许多有关生物相容性通电装置的元件诸如阴极和阴极浆料的一般讨论具有与一 次电池元件相关的实例，并且运些不同元件的变型和实例预期包括用于本说明书的一次电 池元件的其它实例。
[0165] 在一些示例中，可通过将锋电沉积到接触材料上来形成锋阳极。在其它实例中，如 已讨论，电沉积可通过层合结构仅发生于接触材料的暴露部分。可W有多种沉积阳极材料 的方式，并且作为一个非限制性实例，其他电池系统可采用其他化学物质诸如银而不是锋。
[0166] 电池可包括各种类型的电解质制剂。氨氧化物上的碱溶液可被包括在电解质中。 然而，在生物相容性电池的一些实例中，可利用碱性较小的电解质配方。用于本发明中的 电解质可包括物质浓度为大约0. 1%至25%的氯化锋、乙酸锋、乙酸锭和氯化锭。作为非 限制性实例，5重量％的氯化锋和氯化锭溶液可作为碱溶于水中。此外，可将表面活性剂 添加到电解质配方中。实例性表面活性剂可包括浓度为0.0 l %至2 %的化iton?X-100、 T;riton?QS44和Dowfax?3B2。例如，可将T;riton?X-100添加到氯化锋、氯化锭溶液中。
[0167] 二次由術连例
[016引本公开中已描述的结构和制造工艺可一般来讲用于二次电池的生产。可有与二次 电池元件相关的多个考虑，该考虑可与针对一次元件做出的考虑不同。电池元件的再充电 过程可导致电池部件的溶胀和收缩，因此在一些实施例中可调节特征和容纳层的尺寸W及 电池的组成。使用胶凝化的聚合物层来用于电解质可允许层在电极离子在充电循环期间W 及后续地在放电循环期间围绕装置移动时吸收一些溶胀和收缩方面。
[0169] 在二次电池中，阳极层和阴极层可交换名称，取决于装置是在充电还是在放电，并 且可被视为第一电极和第二电极。因此，参照电池单元是否在被充电因此其可被视为电解 池或者是否在被放电因此其可被视为自发电池来指代阳极和阴极可能是有用的。因此，当 被指代为自发电池的阴极时，第一电极结构可工作W自发地接受来自外部连接电路的电 子。同样，电解池的阴极物理地为二次电池中的第二电极，其接受来自外部充电元件的电 子。
[0170] 尽管在一些实例中锋二氧化儘级的电池可作为二次电池，但是有许多二次电池的 更常见的实例。在普通级的二次电池中，裡离子可包括能量储存化学物质。有许多方式来 形成裡离子电池中的电极。在根据本公开的类型的装置中，可有多种可存在于自发电池的 阳极中的插入的裡化合物。例如，阴极浆料可包括裡儀儘钻氧化物、裡儘氧化物和裡铁憐等 等。
[0171] 第二电极可为自发电池的阳极，并且在一些实例中可由石墨或其它形式的碳形成 或涂覆有石墨或其它形式的碳。在其它实例中，可使用各种形式的沉积娃。娃可W与关于 一次电池而讨论的锋的电锻相似的方式在区域中或在基底上的平坦层中被电锻。电锻娃可 形成到集流体层上，所述集流体层可具有销、铁表面涂层或在一些实例中具有薄娃层。电 极材料的锻覆可在非水介质中发生，所述非水介质作为非限制性实例包括SiC14、SiHCL3、 SiBr4、Si (化2化3) 4或Si (OOCC册)4。在其它实例中，石墨层或娃层可W瓣射形式沉积到集 流体表面上，W便W与图7D示出的类似的方式形成第二电极区域。
[0172] 可W与层合处理相关的先前讨论一致的方式在金属片上形成电极。运些电极和金 属片可形成基底层，即，位于形成腔的层合层的下面。此外，可在已形成了阴极且电池已填 充有电解质之后使用连接至其它电极的集流体来封盖层合结构。
[0173] 为了形成电解质溶液，通常将裡盐溶于非水溶剂体系中。因此，运些非水溶剂体系 可W不同方式与各种粘合剂层进行交互，并且由于电池装置中的密封件的完整性很重要， 因此取决于非水溶剂的使用而可能需要对粘合剂体系的选择可能有改变。胶凝形式的聚合 物电解质在结合聚合物电解质的裡聚合物装置中是已知的。可对运些类型的二次电池执行 从用液体前体来填充腔开始来形成分隔物的方法，其中聚合的分隔物可由聚合物诸如PVDF 或聚（丙締腊）形成。在一些实例中，有可能利用水凝胶形成前体，其中聚合物用与裡电池 一致的常规盐来胶凝化。例如，在非限制性实例中，分隔物前体可与作为非限制性实例的诸 如碳酸亚乙醋、碳酸二甲醋和碳酸二乙醋的非水溶剂中的六氣憐酸裡混合。所得的胶凝化 层可由过量溶剂形成W允许收缩，如相对于水凝胶前体处理所讨论的。
[0174] 在具体的非限制性实例中，可形成基于腔的层合结构，如在关于层合处理的先前 讨论中所描述，其中底层可为已与石墨层或娃层附接的集流体。附接至集流体的层合层可 具有形成于其中的腔，如已描述。在非限制性实例中，可通过将大致2比1比率的聚（偏二 氣乙締）（PVD巧和聚（二甲基硅氧烷）（PDM巧混合到包含N-N二甲基乙酷胺值MAc)和甘 油的溶剂混合物中来形成诱铸溶液。DMAc与甘油的比率可W变化并可影响特性，诸如所得 分隔物层的孔隙率。可使用过量的溶剂混合物来允许所得层在腔中收缩W形成薄的分隔物 层。在一些实例中，尤其是对于高含量的溶剂，用于层合结构的粘合剂体系可被改变W优化 与DMAc-甘油溶剂体系的一致性。在用刮压处理将诱铸溶液处理到限定的腔中之后，可将 所得结构在室溫或高溫下干燥一段时间。其它用来分配诱铸溶液的方式可与本文所描述的 方法一致。在此之后，可将结构浸没到室溫下的水浴中20-40小时W允许甘油从分隔物层 中溶出并得到具有期望孔隙率的层。然后，可将所得结构在真空环境中干燥20-40小时的 一段时间。
[01巧]在一些实例中，可将所得分隔物层通过暴露于电解质溶液进行处理。在非限制性 实例中，可形成大致比率为1/1/1的碳酸亚乙醋巧C)/碳酸二甲醋值MC)和碳酸甲乙醋 (EMC)的混合物中的1摩尔六氣憐酸裡溶液并将其分配到腔中。在一些其它实例中，暴露于 电解质可发生在电极已形成到腔中之后。
[0176] 在不同类型的实例中，层合结构可W参考图4A-4N而概括的方式来建造。分隔物， 诸如Celgard膜，可被切割成间隙隔离层中的特征的尺寸，然后被放置到层合结构中而不 是填充（filed)到腔中。所放置的分隔物也可通过在进一步用"阴极浆料"处理之前暴露 于电解质来处理。
[0177] 所得结构即可用阴极浆料来进行处理。可使用包含不同类型的裡化合物的多种阴 极浆料；尽管裡之外的其它化学类型也是可能的。在非限制性实例中，可使用基于憐酸铁裡 (LWeP04)的浆料。在一些实例中，可通过首先在去离子水中混合簇甲基纤维素钢来形成憐 酸铁裡浆料。可向所得混合物中添加包含憐酸铁裡和导电剂诸如人造石墨和炭黑的粉末并 充分混合。接着，可通过添加下苯橡胶并充分揽拌来形成进一步调制的浆料。然后，可采用 本公开中已描述的方法诸如通过使用刮压处理将浆料处理到腔结构中。可调节浆料的流变 特性W优化基于刮压的填充（filing)过程的完整性，例如通过添加或移除溶剂，或通过调 节所添加的下苯橡胶的相对量。然后，可将所得的填充结构在真空环境中干燥20-40小时。
[0178] 在一些实例中，可将所得阴极和分隔物层暴露于电解质溶液来进行处理。在非限 制性实例中，可形成大致比率为1/1/1的碳酸亚乙醋巧C)/碳酸二甲醋值MC)/碳酸甲乙醋 (EMC)的混合物中的1摩尔六氣憐酸裡溶液并将其分配到腔中。在一些实例中，可借助于压 力处理或真空处理来向阴极添加电解质W增强电解质混合物向层中的扩散。
[0179] 第二集流体层可在从层合结构移除剥离层之后附接到层合结构。粘附的集流体可 接触沉积的浆料并提供所述金属集流体与所述电解质注入的阴极之间的电接触，从而得到 电池结构。 。180]《由術巧连方而
[0181] 基于腔的层状结构产生具有多个单独电池元件的自然电池装置。包括单独元件的 电池装置可能有多个优点，如在2012年1月26日提交的名称为"MULTIPLE E肥RGIZATI0N ELEMENTS IN STACKED INTEGRATED COMPO肥NT DEVICES"的美国专利申请序列号 13/358, 916中所描述，该专利的内容W引用方式并入本文。参见图10A，其描绘了用于多电 池元件的示例性电互连器。11个单独电池腔可被描述为电池元件1010 - 1020。每个电池单 元可具有对应的迹线，所述迹线从电池引出通向互连接合元件1025。例如，电池元件1010 可具有互连器1001，并且独立的电池元件1011可具有独立的互连器1002。迹线可被独立 地布置成具有电隔离，直到它们到达互连接合元件1025。在一些实例中，全部11个电池可 具有位于多电池元件背面上的公用接地连接。在其它实例中，每个独立电池元件可具有类 似的独立第二触点，如图IOA中对于第一触点的描述。
[0182] 继续至图10B，描绘了用于11个类似电池元件的另选实例。例如，第一电池元件 1010可再次用虚线描述于图IOB中W指示可利用不同的互连布线方案。在图IOB中，可在 空间上将所述布线约束在电池元件之上或之下，其中互连接头1026可因此添加装置的高 度，而不是如图IOA中可能出现的宽度情况。
[0183] 互连接合装置1025或1026可包括各种装置。在一些更简单的实例中，互连接合 装置可仅提供多个互连器之间的布线连接，运对于限定多电池电压等可能是有用的。在下 一组互连接合元件实例中，元件可包含互连器和二极管结构。二极管可为标准的PN结二极 管，或者在其他更优选的实例中，可为低前段压降二极管诸如肖特级二极管。二极管可提供 无源部件来将有缺陷的或低容量元件与其它装置隔离开。例如，每个电池可具有不同的开 路电路和负载电压、阻抗和放电容量。运些差异可能是由于加工、组装、储存和老化方面的 微小差异造成的，或者可能是由于电池中的显著缺陷而造成的。例如，每个电池的正极/阴 极输出可连接至公用节点，并且可对阳极执行类似的连接方案。在其中所有电池都直接并 联连接的此类实例中，"强"电池（其可具有高电压和低内部电阻）可通过"弱"电池（其 可具有低电压和内部短路）来放电。在此类并联连接的实例中，所有电池的性能可被拉至 "最低公分母"。在极端实例中，全部可通过具有内部短路的单个电池来放电。另选地，其中 每个电池的阴极/正极端子通过二极管连接至公用节点的实例可限制性能的降低。在此类 实例中，在弱电池的情况下，二极管可限制反向电流，使得一个电池不会降低整个阵列的性 能。在一些更复杂的实例中，可添加集成电路，运可提供对有缺陷的元件的更复杂的控制并 可提供可编程装置W对可超过元件的任何简单叠加组合的最大电压输出提供各种受控输 出电压。
[0184]继续至图IOC和10D，其示出了对应于图IOA和图IOB中的实例的横截面实例。在 图IOC处，可看到对应于图IOA的一些实例的横截面。位于层合结构中的腔中的电池阴极 842可具有阴极触点1031和阳极触点816。单独电池元件可具有分离的阴极触点1031，其 中金属可W图案的形式在电池元件之间被移除，从而形成隔离特征结构1030。阴极触点的 俯廠图可显示，电池阴极触点1031可被切割使得其具有针对每个单独阴极触点的布线互 连特征结构。继续至图10D，可利用更复杂的互连结构，其中绝缘层1040可具有被切割到 其结构中的接触通路W允许接触通路1050。在一些实例中，阴极触点1031、隔离特征结构 1030和隔离层1040可都具有层合层，该层合层可W前面段落中已描述的方式添加到电池 装置中。在一些实例中，可将导电糊剂或粘合剂添加到接触通路结构W产生接触通路1050。 在此之后，可生成互连布线1060 W将电池元件电连接至特征结构诸如互连接合元件。在一 些实例中，可有多个互连接合元件用于电池元件集合。 财 《由術单元的由床供给方而
[0186] 在具有多个通电单元的装置的一些实例中，将电池组合成不同的串联和并联连接 可限定不同的实施例。当两个通电单元W串联方式连接时，通电元件的电压输出有助于提 供更高的电压输出。当两个通电单元W并联方式连接时，电压输出保持相同但电流容量加 在一起，理想地使单个电池的容量翻倍并同时将内部电阻减半。可显而易见的是，在一些实 施例中，通电元件的互连可被硬连线到元件的设计中。然而，在其它实施例中，可通过使用 开关元件来组合所述元件，W限定可被动态地限定的不同功率供给状态。
[0187] 继续至图11，该图示出了如何可使用开关（包括示例性开关1120-1122、1130、 1140-1145、1150、1160-1165、1170和1180-1185)来限定最多4个来自四个不同通电元件 的开关组合的不同电压供给。可显而易见的是，所提供的元件的数目是示例性的，并且许 多不同的组合在本文中将类似的技术限定在发明性技术的范围内。同样，项目110U1102、 1103和1104可限定四个不同通电元件的接地连接，或者在一些实施例中运些可表示四个 不同排的通电元件的接地连接，如图8的描述中所展示。示例性地，项目1105、1106、1107和 1109可限定与四个所描绘的通电元件中的每一个的偏置连接，其中所述偏置连接可呈标称 电压状态，其可比单独元件接地连接1101、1102、1103和1104高1. 5伏。
[0188] 如图11所示，可W有微控制器（项目1116)，其被包括在通电装置中，所述微控制 器除了其各种控制状态外还可控制多个通电单元被连接而限定的功率供给的数量。在一些 实施例中，微控制器可连接至开关控制器（项目1115)，所述开关控制器可将来自微控制器 的控制信号水平变化索引为对于单个开关的状态变化。为了方便呈现，项目1115的输出被 显示为单个项目1110。在运组实施例中，该信号旨在表示通往被描述为项目1120至1185 的各种开关的单独控制线。有许多类型的开关符合本文的发明性技术的范围，然而在非限 制性的意义上，开关可示例性地为MOSFET开关。可显而易见的是，可由电信号控制的多种 机械和电子类型开关中的任何一种或其他开关类型可包括属于本文的发明性技术的范围 内的技术。
[0189] 根据图11的电路实施例，可使用开关的控制来生成多种不同电压状态。作为一个 起始例，开关可被配置成使得有两个不同的限定电压状态：显示为项目1113的1.5伏状态 和显示为项目1112的3伏状态。运种情况的发生有多种方式；但例如将描述下面的方式， 其中两种不同的元件用于不同电压状态中的每一种。可考虑将由项目1101和1102的接地 连接所表示的元件组合作为1. 5伏的电压供给元件。运种情况发生的条件是，项目1105,可 观察到第一通电元件的偏置连接已连接至1.5伏的电压供给线项目1113。为了使第二通 电元件偏置连接1106连接到供给线1113,可将开关1142转至连接状态，而开关1143、1144 和1145可被配置为非连接状态。第二通电元件的接地连接现在可通过激活开关1130而连 接到接地线1114。为了限定第二供给线1112,即3伏供给线，第S 1103和第四1104元件 的公用/接地连接可连接至1. 5伏的供给线1113。为了将其应用于第=元件，可激活开关 1121，其中可将开关1120和1122去激活。运可导致连接1103处于元件1113的1. 5伏状 态。在运种情况下，可将开关1150去激活。对于第四元件，可将开关1140激活。也可将开 关1141激活，然而，如果其未激活，则相同的状态可能存在。可将开关1170去激活，使得不 会进行与接地线的连接。
[0190] 第S 1107和第四（forth) 1109元件的偏置连接现在可连接至3伏电源线1113。 对于第=元件连接，开关1163应为激活的，而开关1162、1164和1165可为未激活的。对于 第四元件1109,开关1183应为激活的，而开关1182、1184和1185可为未激活的。运组连接 可限定下列实施例中的一个，所述实施例通过示例性使用4个通电单元可导致运种两水平 (1. 5伏和3伏）的不平的功率供给状态。
[0191] 可从图11所示的连接获得的实施例可导致多种不同的功率供给状态，所述状态 可源于使用四个通电元件或四排通电元件。可显而易见的是，通电元件的更多连接可符合 本文的发明性技术。在非限制性意义上，可有少至两个通电元件或多于两个的任何数目，其 可与通电装置一致。在运些实施例的任何一个中，可有用于将接地的连接和通电元件的偏 置侧转换成并联和串联连接的类似概念，运可导致单个通电元件电压的通电电压倍增。对 于利用图11的开关基础结构的实施例的类型的描述在一些实施例中可描述一组连接，所 述连接可被编程到通电装置中，然后可被用于所得装置实施例的整个寿命周期。例如，通电 装置可具有被