全球最小电池亮相,生物器件与微型机器人迎新动力源泉

机器人技术 2025-02-07 11:15www.robotxin.com机器人技术

探索微型电池科技的极致之境:微小至盐粒,强大至无限可能!

想象一下一粒盐的大小,你能想象其中蕴含强大的能量吗?科学家们挑战了我们的想象力,成功研发出了一种超微型电池,其尺寸小到令人惊叹的程度。这种电池不仅打破了我们对电池尺寸的固有认知,更为微型智能设备的发展铺平了道路。

全球领先的科研团队——开姆尼茨理工大学、德累斯顿莱布尼茨固体与材料研究所和中国科学院长春应用化学研究所共同取得了这一重大成果。他们成功将微型电池缩小到0.1mm²,不仅体积小,更能为微型计算机芯片提供长达10小时的供电支持。这一成就标志着电池科技的新纪元。

随着科技的飞速发展,小型智能设备已经融入我们的日常生活。电池尺寸和性能一直是制约设备微型化发展的瓶颈。传统的电池技术在缩小尺寸和提高能量密度方面存在矛盾,而太阳能供电虽然环保,却受到环境和收集方法的限制。如何稳定、持续地供电成为了科学家们关注的焦点。

过去,科学家们尝试通过3D打印等方法实现电池的小型化,取得了一些成果。这些方法仍然受到工艺限制,难以实现1mm²以内的发展。而最新的研究为我们展示了电池科技的新境界,对于推动微型智能设备的发展具有重要意义。

该团队借鉴了特斯拉电动汽车电池的设计工艺,并在微尺度上进行了创新应用。他们巧妙地利用应力自组装技术,将集电器和电极条进行精细的缠绕,构建了一种小于1mm²、能够集成在芯片上的电池。这种革新性的微型电池技术旨在打破传统能源供应的局限,实现“永不停机”的供电。

为了驱动微型亚毫米级计算机的运行,该团队创新地应用了微型折纸技术,构建了片上“瑞士卷”电池。他们巧妙地将电池薄膜卷成圆柱形,实现了在微尺度和片上的电池结构。这种自组装过程允许机械力自主释放,使电池结构自动弹回并变成“瑞士卷”形态。这一创新方法不仅使小于1mm²甚至0.1mm²的微型电池成为可能,而且其加工过程基于成熟的片上薄膜加工技术,有利于扩大制备规模。这一研究不仅为微型电池技术的发展开启了新的可能性,也为实现永不停机的供电目标迈出了重要的一步。这一革新性技术对于现有的芯片生产工艺具有直接应用潜力,并能实现晶圆级的生产规模。想象一下最小的电脑只有约 0.1mm²大小的情况下这款微型电池的巨大作用。在这个微小的尺度上现有的电池无法完成集成工作的情况下这款微型电池作为补充供电方案的优势就体现出来了。这一突破为微电子系统尤其是植入式生物器件微型机器人系统和超柔性电子产品等带来了巨大的应用场景扩展可能性。

对于植入式生物器件领域来说微型电池的可集成化将极大地提高植入式设备的工作范围并有望解决一些当前面临的挑战如获取超声能量的限制等。尽管微型电池技术在某些简单电子功能的集成上已经展现出其潜力但由于能量密度的限制还不能应用于高耗能的电子系统中。该团队正致力于进一步完善微尺度的片上电池技术以满足智能微系统的功率要求并实现单片集成的可行性为未来的科技发展开辟新的道路。在科技前沿的浪潮中,他们正积极投身于一场革新性的技术革命。正忙于申请相关技术专利的他们,正紧密地与多家行业巨头洽谈合作事宜。在这背后,是他们对于科技的坚定信念与不懈追求。

朱旻棽,这位引领者,向外界阐述了他们的宏伟目标:“我们的愿景是在五年内成功实现最小尺寸为4英寸的晶圆规模制备技术,将面能量密度提升至前所未有的高度——超过10mWh/cm²。”

这是一个挑战极限的任务,也是一次对未来科技发展的大胆预测。但这个目标一旦实现,将带来一场微型电池技术的革新,为微电子系统注入强大的生命力。这不仅仅是一个技术突破,更是对未来科技应用场景的无限想象。

想象一下,当微型电池成功集成到微电子系统中,将会为各种智能设备带来前所未有的可能性。无论是智能手机、智能家居,还是智能穿戴设备,甚至更微小的医疗设备,都将因此技术的突破而获得更长久、更强大的续航能力。

而这正是他们所追求的。他们正在用他们的智慧和汗水,为未来的科技发展铺路。他们的努力,将推动微型电池技术的进步,使我们在未来能够享受到更便捷、更智能的生活。

他们的目标并不仅仅是为了实现技术的突破,更是为了推动整个行业的进步,推动人类社会的进步。他们是科技的先驱者,是未来的创造者。他们的每一个小步,都是人类科技进步的一大步。我们期待着他们的成果,期待着他们为未来的科技发展开辟新的道路。

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