欢迎来到娇兰
服装知识

至微型3D锂离子电池面世 有望让设备小型化

发布时间:2021-11-23

微型3D锂离子电池面世 有望让设备小型化

通过结合3D全息光刻和2D光刻技术,美国伊利诺伊大学厄巴纳 香槟分校的科学家日前开发出1种适用于大范围集成电路的高性能3D微电池。研究又要满足实验力人员称,这类微型高能电池具有极为优良的性能和可扩大性,为人们提供了无穷的想象空间,有望让很多装备小型化利用成为现实。相干论文发表在美国《国家科学院学报》上1根根平行并排的合成纤维丝通过树脂系统固定联结起来。

负责此项研究的伊利诺伊大学材料与工程学教授保罗 布劳恩说,由于小型化储能技术1直以来都是1个困难,微型装备通常都由片外电池或电源提供能源。其难点主要在于3D电极,这类电极10分复杂,在普通电池上实现的难度都比较大,更不用说片上集成。新技术成功突破了难关,让很多重要的利用成了可能。

论文作者、伊利诺伊大学材料与工程学院研究生宁海龙称,他们采取了1种能够与现有微电子制造高度兼容的技术,开发出这类微型3D锂离子电池。在制造电极时,他们先用3D全息光刻技术来界定电极的内部结构,再用2D光刻技术塑造电极的外部形状。借助3D全息光刻技术,研究人员通过应合适于运输和装载的要求光束创建出的3维结构,让这类微型电池取得了性能优良的多孔电极,有助于电池内部电子和离子的快速传导。

这类方法的显著优势在于,能让人们对与电池能量、功率密切相干的参数进行灵活的调剂,如电极的大小、形状、表面积、孔隙率和曲折状态等。这为下1代芯片储能装备的设计制造铺平了道路。虽然3D全息光刻技术需要对光束进行10分的控制,但近的技术进步已大幅缩减了全部进程所需的光学器件,仅需1个单1光束和1个标准的光刻进程就可以满足制造这类微电池的需要。

伊利诺伊大学材料工程学教授约翰 罗杰斯说,该技术让这类电池取得了高度的可扩大性和在微电子制造进程中的兼容性。在结合如锡等高能材料后,还能提供激动人心的新功能,其中就包括高容量和良好的循环寿命它是滑动磨擦,这类电池将为片上装备提供安全可靠的能源。

布劳恩说,这类小型化、高能量和大功率片上电池将让自主微尺度致动器、散布式无线传感器、发射器、监视器和便携式、可植入医疗装备等取得长足的发展。