世界上最小微電池誕生了 比一粒鹽還小

德國開(kāi)姆尼茨工業(yè)大學(xué)及中國長(cháng)春應用化學(xué)研究所科學(xué)家在《先進(jìn)能源材料》雜志上撰文稱(chēng)，他們研制出了迄今世界上最小的電池，可為一?；覊m大小的計算機供電，未來(lái)有望在物聯(lián)網(wǎng)、微型醫療植入物、微型機器人系統和超柔性電子等領(lǐng)域大顯身手。

電子產(chǎn)品一直在朝小型化邁進(jìn)，小型微電子設備(如植入人體內的傳感器系統)需要比一?；覊m還小的計算機和電池。但迄今為止，缺乏可隨時(shí)隨地運行的電源，以及很難生產(chǎn)可集成的微電池這兩大因素阻礙了這一趨勢。

科學(xué)家們稱(chēng)，通過(guò)開(kāi)發(fā)合適的電池或“采集”發(fā)電方法，可以為微小的亞毫米級計算機供電。但目前微型電池的生產(chǎn)方法與普通電池大相徑庭，如擁有高能量密度的緊湊型電池(紐扣電池等)使用濕化學(xué)方法制造而成，使用這種標準技術(shù)生產(chǎn)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(guò)1平方毫米。

研究團隊的目標是設計一種直徑小于1平方毫米、可集成在芯片上的電池，其最小能量密度仍為100微瓦時(shí)/平方厘米。為實(shí)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(lèi)似工藝制造其電動(dòng)汽車(chē)用電池。

研究人員使用到了所謂的“瑞士卷”或“微型折紙”工藝。他們在晶圓表面連續涂覆聚合物、金屬和介電材料薄層，形成具有內在張力的分層系統。薄層被剝離會(huì )釋放出機械張力，隨后自動(dòng)彈回去卷成“瑞士卷”。因此，不需要外力就能制造出一個(gè)自卷繞圓筒式微型電池。

利用這種方法，團隊制造出可以反復充電的迄今最小的微電池，其比一粒鹽還小，能為世界上最小的計算機芯片供電約10個(gè)小時(shí)。而且，該方法與現有芯片制造技術(shù)兼容，能夠在晶圓表面生產(chǎn)高通量微型電池。

研究人員稱(chēng)，這款微型電池有望在物聯(lián)網(wǎng)、微型醫療植入物等領(lǐng)域大顯身手，應用于未來(lái)的微納電子傳感器和執行器內。他們表示，這項技術(shù)仍有巨大的優(yōu)化潛力，未來(lái)可能會(huì )出現更強大的微電池。(科技日報記者 劉霞)

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