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比一粒鹽還小的電池問世

發布時間:2022-02-23 10:04:00來源: 科技日報

  科技日報北京2月22日電 (記者劉霞)德國開姆尼茨工業(ye) 大學及中國長春應用化學研究所科學家在《先進能源材料》雜誌上撰文稱,他們(men) 研製出了迄今世界上最小的電池,可為(wei) 一粒灰塵大小的計算機供電,未來有望在物聯網、微型醫療植入物、微型機器人係統和超柔性電子等領域大顯身手。

  電子產(chan) 品一直在朝小型化邁進,小型微電子設備(如植入人體(ti) 內(nei) 的傳(chuan) 感器係統)需要比一粒灰塵還小的計算機和電池。但迄今為(wei) 止,缺乏可隨時隨地運行的電源,以及很難生產(chan) 可集成的微電池這兩(liang) 大因素阻礙了這一趨勢。

  科學家們(men) 稱,通過開發合適的電池或“采集”發電方法,可以為(wei) 微小的亞(ya) 毫米級計算機供電。但目前微型電池的生產(chan) 方法與(yu) 普通電池大相徑庭,如擁有高能量密度的緊湊型電池(紐扣電池等)使用濕化學方法製造而成,使用這種標準技術生產(chan) 的微電池可以提供良好的能量和功率密度,但其直徑明顯超過1平方毫米。

  研究團隊的目標是設計一種直徑小於(yu) 1平方毫米、可集成在芯片上的電池,其最小能量密度仍為(wei) 100微瓦時/平方厘米。為(wei) 實現這一目標,該團隊在微型規模上集成了集電器和電極條——特斯拉也在大規模使用類似工藝製造其電動汽車用電池。

  研究人員使用到了所謂的“瑞士卷”或“微型折紙”工藝。他們(men) 在晶圓表麵連續塗覆聚合物、金屬和介電材料薄層,形成具有內(nei) 在張力的分層係統。薄層被剝離會(hui) 釋放出機械張力,隨後自動彈回去卷成“瑞士卷”。因此,不需要外力就能製造出一個(ge) 自卷繞圓筒式微型電池。

  利用這種方法,團隊製造出可以反複充電的迄今最小的微電池,其比一粒鹽還小,能為(wei) 世界上最小的計算機芯片供電約10個(ge) 小時。而且,該方法與(yu) 現有芯片製造技術兼容,能夠在晶圓表麵生產(chan) 高通量微型電池。

  研究人員稱,這款微型電池有望在物聯網、微型醫療植入物等領域大顯身手,應用於(yu) 未來的微納電子傳(chuan) 感器和執行器內(nei) 。他們(men) 表示,這項技術仍有巨大的優(you) 化潛力,未來可能會(hui) 出現更強大的微電池。

(責編: 陳濛濛)

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