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                                            華人開發世界最小電池,直徑細如灰塵,可集成在芯片上供電十小時

                                            發布時間:2022-02-28 15:02:11  來源:IT資訊網    采編:author  背景:

                                            本文經AI新媒體量子位(公眾號ID:QbitAI)授權轉載,轉載請聯系出處。

                                            直徑和一?;覊m差不多,卻能給微型計算機芯片供電10小時。

                                            沒錯,這就是目前世界上最小的電池,體積比鹽粒還要小。

                                            但不要低估了這個“小家伙”。

                                            它的出現,可以說是為微型電子設備供電難的問題打開了一個新出口。

                                            要知道,現在世界上最小的計算機已經可以縮小到1立方毫米以內,應用前景非常廣泛,比如放置微型傳感器到人體內檢測氧氣水平、查看術后恢復情況等等。

                                            但是過去的微型電池要么輸出功率不夠高,要么對使用環境存在限制,要么做得不夠小。

                                            而如上提到的這個世界最小電池,能夠將這些問題一網打盡。

                                            它采用類似于特斯拉電池的卷繞式工藝,把電池的最小能量密度提升到每平方厘米100微瓦時。

                                            目前這項研究成果發表在了《先進能源材料》上,研究團隊來自德國開姆尼茨工業大學。

                                            像瑞士卷一樣的電池

                                            這次的研究主要有兩方面突破。

                                            第一是采用類似于瑞士卷的結構設計,以此提升電池能量密度。

                                            第二是可以在1mm2的芯片上與其他電路集成,也就是片上電源。

                                            換句話來說,就是要在夠小的同時,性能還要夠精悍。

                                            因此,研究人員想到了近兩年大火的卷繞式工藝電池。

                                            它能夠在有限的空間里,容下更多的電池材料。

                                            此前特斯拉電池便采用了類似工藝,讓“4680無極耳電池”實現了5倍的電能提升,續航增加16%,提高到6倍功率。

                                            這也有別于過去常采用堆疊式、電極柱工藝的微電池,它們都很難將電池大小縮小到1mm2以下,而且電池能量密度也不夠高。

                                            不過,卷繞式工藝在量產上會存在一定困難。

                                            因為這種要把晶片材料卷曲起來的辦法,對材料的韌性要求會更高。

                                            為此,該研究團隊將聚合物材料、金屬、介電材料層逐一涂抹到晶片表面上,最終制成了一種延展性更強的材料(如下圖a所示)。

                                            在解決了大小和儲能兩方面問題后,在微型計算機上上片也就變得不那么困難了。

                                            要知道,過去許多微型計算機、傳感器的供電,要么采用頻繁換電池的方法,要么就是再加一個小型的“發電機”。

                                            這些發電機可以使用動能、太陽能、熱能發電,但是對使用場景卻存在限制,比如人體內。

                                            研究人員認為,他們研制的這種可充電微電池,可以很好解決以上問題。

                                            據介紹,研究團隊運用此方法,已經研制出可以為世界上最小的計算機芯片供電10小時的微型電池。

                                            同時這一技術也可應用在機器人系統、超柔性電子產品中。

                                            通訊作者中兩位華人

                                            領導這項研究的是奧利弗·施密特(Oliver G. Schmidt)教授,他是德國開姆尼茨工業大學材料、結構和納米膜集成研究中心 (MAIN) 的研究主任。

                                            就在不久前他還研發出了世界上最小的微電子導管,可以用于微創手術,對消除血栓、靶向用藥具有深遠意義。

                                            Minshen Zhu為本項研究的通訊作者之一,他博士畢業于香港城市大學,目前在奧利弗教授實驗室工作。

                                            另一位通訊作者為中科院長春應化所研究員朱峰。他本科畢業于吉林大學物理系,之后于中科院長春應化所高分子物理專業攻讀博士。

                                            論文地址:

                                            ??https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103641??

                                            參考鏈接:

                                            ??https://techxplore.com/news/2022-02-world-smallest-battery-power-size.html??

                                              聲明:本文僅為傳遞更多網絡信息,不代表IT資訊網觀點和意見,僅供參考了解,更不能作為投資使用依據。


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