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华人开拓世界最小电池直径细如灰尘可集成在芯片上供电10小时_电池_资料

落叶飘零 2024-08-30 21:08:56 0

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量子位 | 公众号 QbitAI

直径和一粒灰尘差不多,却能给微型打算机芯片供电10小时。

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没错,这便是目前天下上最小的电池,体积比盐粒还要小。

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(图片来自网络侵删)

但不要低估了这个“小家伙”。

它的涌现,可以说是为微型电子设备供电难的问题打开了一个新出口。

要知道,现在天下上最小的打算机已经可以缩小到1立方毫米以内,运用前景非常广泛,比如放置微型传感器到人体内检测氧气水平、查看术后规复情形等等。

但是过去的微型电池要么输出功率不足高,要么对利用环境存在限定,要么做得不足小。

而如上提到的这个天下最小电池,能够将这些问题一扫而空。

它采取类似于特斯拉电池的卷绕式工艺,把电池的最小能量密度提升到每平方厘米100微瓦时。

目前这项研究成果揭橥在了《前辈能源材料》上,研究团队来自德国开姆尼茨工业大学。

像瑞士卷一样的电池

这次的研究紧张有两方面打破。

第一是采取类似于瑞士卷的构造设计,以此提升电池能量密度。

第二是可以在1mm²的芯片上与其他电路集成,也便是片上电源。

换句话来说,便是要在够小的同时,性能还要够精悍。

因此,研究职员想到了近两年大火的卷绕式工艺电池。

它能够在有限的空间里,容下更多的电池材料。

此前特斯拉电池便采取了类似工艺,让“4680无极耳电池”实现了5倍的电能提升,续航增加16%,提高到6倍功率。

这也有别于过去常采取堆叠式、电极柱工艺的微电池,它们都很难将电池大小缩小到1mm²以下,而且电池能量密度也不足高。

不过,卷绕式工艺在量产上会存在一定困难。

由于这种要把晶片材料卷曲起来的办法,对材料的韧性哀求会更高。

为此,该研究团队将聚合物质料、金属、介电材料层逐一涂抹到晶片表面上,终极制成了一种延展性更强的材料(如下图a所示)。

在办理了大小和储能两方面问题后,在微型打算机上上片也就变得不那么困难了。

要知道,过去许多微型打算机、传感器的供电,要么采取频繁换电池的方法,要么便是再加一个小型的“发电机”。

这些发电机可以利用动能、太阳能、热能发电,但是对利用场景却存在限定,比如人体内。

研究职员认为,他们研制的这种可充电微电池,可以很好办理以上问题。

据先容,研究团队利用此方法,已经研制出可以为天下上最小的打算机芯片供电10小时的微型电池。

同时这一技能也可运用在机器人系统、超柔性电子产品中。

通讯作者中两位华人

领导这项研究的是奥利弗·施密特(Oliver G. Schmidt)教授,他是德国开姆尼茨工业大学材料、构造和纳米膜集成研究中央 (MAIN) 的研究主任。

就在不久前他还研发出了天下上最小的微电子导管,可以用于微创手术,对肃清血栓、靶向用药具有深远意义。

Minshen Zhu为本项研究的通讯作者之一,他博士毕业于喷鼻香港城市大学,目前在奥利弗教授实验室事情。

另一位通讯作者为中科院长春应化所研究员朱峰。
他本科毕业于吉林大学物理系,之后于中科院长春应化所高分子物理专业攻读博士。

论文地址:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103641参考链接:https://techxplore.com/news/2022-02-world-smallest-battery-power-size.html

— 完 —

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