德國開姆尼茨工業大學開發出世界上最小的電池

 

刊登日期:2022/5/8
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將感測器等設備縮小至近似塵埃尺寸之「智慧微塵(SmartDust)」技術的概念構思源自於1990年代,至今持續發展,但仍未脫離開發黎明期。而造成超小型設備實用化的最大障礙在於晶載電池(On-chip Battery)的小型化極為困難。德國開姆尼茨工業大學(TUC)為了展現如何在次毫米(Submillimeter)等級實現電池驅動的「智慧微塵」應用,製作了世界上最小的電池原型。

超小型電池的製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係以濕式化學進行製造。然而採用此類標準技術製造的晶載微型電池雖可實現優異的能量與功率密度,但安裝面積大幅超過1mm2。而開姆尼茨工業大學的目標在於設計出小於1 mm2,可集成於晶片上且具有至少100 μWh/ cm2能量密度的電池。

研究團隊採用了「瑞士卷」與「微型摺紙」的製法進行電池的製造。此方式與特斯拉大規模製造電動車用電池的製程相同,透過在晶圓表面連續塗覆高分子材料、金屬材料、介電材料的薄層,製作出具有獨特張力的層狀系統,並藉由剝離薄層,產生機械張力,自動捲回形成卷狀,藉此無需外力即可製作自行捲回式圓柱型微型電池。此外,此項方法與既有晶片製造技術兼容,可在晶圓上製造高產出量的微型電池。

研究團隊也利用此方法製造了一款可為世界上最小的電腦晶片提供約10小時電力之充電式微型電池,並可望在物聯網(IoT)、小型醫療用植入物、微型機器人系統、超柔性電子產品等領域中發揮極大的應用潛力。

 


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220406_worlds-smallest-battery.html
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