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兵在掌上阅 亮剑弹指间

比一粒盐还小

世界最小电池问世


■谢 安 张佳琦

计算机的出现,极大方便了人们的生产生活。从开始问世时几乎塞满整个房间,到如今一个手掌就能轻松掌握,计算机的小型化已成为一种趋势。然而,微电子设备和微型电池之间的尺寸差异,正成为阻碍这一发展趋势的两座“大山”。

前不久,有科研团队宣布研发成功一款比一粒盐还小,能为世界上最小的计算机芯片供电约10个小时的“自卷绕圆筒式微型电池”,同时也是迄今为止世界上最小的电池。

这款电池的设计灵感来自于一种欧洲的传统美食——“瑞士卷”。首先,科学家们透过显微镜,在目标上集成集电器和电极条。接着,正如在蛋糕表面均匀抹上奶油一样,在被当作原料的硅晶片表面连续涂覆聚合物、金属和介电材料薄层,使其形成具有内在张力的分层系统。薄层被剥离会释放出机械张力,随后自动弹回去卷成微电池,其形状跟“瑞士卷”相似。利用这种方法,不需要外力就能制造出可以反复充电的“自卷绕圆筒式微型电池”。

据了解,当前市场上已经出现不少微型智能设备,但由于其使用的电池大都是通过在芯片上堆叠薄膜来存储电能,电量非常有限,受到的限制也很多。随着这些设备进一步小型化、微型化,供电的难度也会随之加大。

过去为了给微型计算机、传感器等设备供电,只能采用频繁换电池的方法,或是在设备上外接一个小型“发电机”。这些发电机可使用动能、太阳能、热能来发电。

研究团队选择将薄膜卷起来,使其存储更多电能,甚至还能反复充电,可为世界上最小的计算机芯片连续供电约10个小时。

尽管当前这款微型电池还不具备市场化条件,但从其性能上分析,它有望在物联网、微型机器人、小型化医疗植入物等领域大显身手,应用于微纳电子传感器和执行器内。研发人员表示,这项技术还有巨大的优化潜力,未来可能会出现更强大的微电池。能源研究是人类发展永恒的话题,微型电池的诸多优势带给人们更多的想象空间,日常生活及科研医疗都将迎来新的发展契机。

上图:“自卷绕圆筒式微型电池”示意图。

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