只有 1 平方公釐大,德國以瑞士捲為靈感研發世界最小電池

作者 | 發布日期 2022 年 02 月 22 日 15:30 | 分類 能源科技 , 電池 Telegram share ! follow us in feedly


隨著電子設備小型化,也需要提供相對應尺寸的微型電池,現在德國科學家再次縮小電池尺寸,以好吃的瑞士捲為靈感,生產出世界上最小的微型電池,為超小型植入式感測器供電。

德國開姆尼茨工業大學開發的微電池製程有別於常見的電池,好比能量密度較高的鈕扣電池,主要是採用濕化學製造,將電極材料和添加劑製成漿料後塗在金屬箔上,這類標準製程能有效高電池能量密度與功率密度,但電池尺寸一定超過 1 平方公釐。

而德國團隊就是想要打造出尺寸小於 1 平方公釐的電池,如今他們以「瑞士捲」為靈感繆斯,成功實現目標。

瑞士捲的美味與妙方在於用層層海綿蛋糕將果醬包覆捲起,德國開姆尼茨工業大學科學家們則將材料改用聚合物、金屬和介電材料製成的集電器及電極條,分層放置在被拉緊的晶片表面,只要分層剝離層層材料就可釋放張力,將材料彈回捲起。

(Source:《Advanced Energy Materials》)

最終製造出尺寸跟塵埃差不多、小於 1 平方公釐,最低能量密度為每平方公釐 100 微瓦時的「自繞式圓柱微型電池(self-wound cylinder micro-battery)」。研究人員認為,這些電池最後可以整合到微型電路晶片上,應用在生物相容感測器,之後就能用在追蹤深層組織(deep tissues)氧氣水準跟手術後恢復狀況的領域,

只不過要如何捕捉電力又是另一回事,微型電池可以透過機械振動轉成電力、或是捕捉光來充電,但這無法在我們體內達成。團隊認為,他們的可充式電微型電池類型可以為世界上最小的電腦晶片供電大約 10 小時,其他可能應用還包括機器人系統和超靈活的電子產品。

開姆尼茨工業大學教授 Oliver Schmidt 指出,實驗結果帶來振奮人心的亞平方公釐級儲能性能,雖然未來還有許多優化空間,但仍可期許更強大的微電池到來。

(首圖為示意圖,來源:Gerhard H Wrodnigg / CC BY-SA

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