中國粉體網(wǎng)訊  計算機小型化的趨勢一直持續(xù)著，感測器等設(shè)備縮小至近似塵埃尺寸的「智慧微塵(SmartDust)」技術(shù)的概念構(gòu)思源自于1990年代，至今持續(xù)發(fā)展，但仍未脫離開發(fā)黎明期。而造成超小型設(shè)備實用化的最大障礙在于片上電池的小型化極為困難。德國開姆尼茨工業(yè)大學(TUC)為了展現(xiàn)如何在亞毫米(Submillimeter)等級實現(xiàn)電池驅(qū)動的「智慧微塵」應(yīng)用，制作了世界上最小的電池原型。研究結(jié)果發(fā)表在《高級能源雜志》上。

超小型電池的制造與日常使用的電池有很大不同，例如具有高能量密度的鈕扣電池等小型電池系以濕化學方法進行制造。然而采用此類標準技術(shù)制造的片上微型電池雖可實現(xiàn)優(yōu)異的能量與功率密度，但安裝面積大幅超過1mm²。而開姆尼茨工業(yè)大學的目標在于設(shè)計出小于1mm²，可集成于芯片上且具有至少100μWh/cm²能量密度的電池。 

在這項研究中，研究團隊采用了「瑞士卷」與「微型折紙」的制法進行電池的制造。此方式類似于特斯拉大規(guī)模制造電動車用電池的制程，透過在晶圓表面連續(xù)涂覆聚合物材料、金屬材料、介電材料的薄層，制作出具有獨特張力的層狀系統(tǒng)，并通過剝離薄層，產(chǎn)生機械張力，自動卷回形成卷狀，因此無需外力即可制作自行卷回式圓柱型微型電池。此外，此項方法與既有芯片制造技術(shù)兼容，可在晶圓上制造高通量的微型電池。

研究團隊也利用此方法制造了一款可為世界上最小的計算機芯片提供約10小時電力的充電式微型電池。他們認為，這種電池有望在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、小型醫(yī)療用植入物、微型機器人系統(tǒng)、超柔性電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中發(fā)揮極大的應(yīng)用潛力。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除