Výkonná 3D mikrobaterie vhodná k on-chip integraci

Kombinací 3D holografické litografie a 2D fotolitografie, dokázali vědci z University of Illinois v Urbana-Champaign vytvořit vysoce výkonnou 3Dmikrobaterii, s rozsálými možnostmi on-chip integrace do mikroelektronických zařízení.

„Tato 3D mikrobaterie má výjimečný výkon a myslíme si, že to bude mít význam pro mnoho aplikací," vysvětluje Paul Braun, profesor vědy o materiálech na University of Illinois. „Mikrozařízení obvykle kvůli potížím s miniaturizací technologií pro uchovávání energie využívají energii dodávanou off-chip. Miniaturizace vysoce výkonného zdroje integrovatelného na čip by byla velmi žádoucí pro řadu aplikací, včetně autonomních bateriových mikropohonů, distribuovaných bezdrátových senzorů a vysílačů, monitorů či wearables a zdravotnické techniky."

„Vzhledem ke složitosti 3D elektrod je obecně obtížné vyrábět takové baterie, natož možnost jejich on-chip integrace. V rámci tohoto projektu jsme vyvinuli účinnou metodu, jak vysoce výkonné 3D lithium-iontové mikrobaterie vyrábět způsobem, který je kompatibilní s výrobou mikroelektroniky," uvedl Hailong Ning, postgraduální student na katedře věd o materiálech a první autor článku který se objevil v Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Využili jsme holografické 3D litografie a definovali vnitřní strukturu elektrod a 2D fotolitografií abychom vytvořili požadovaný tvar elektrody." Dodal Ning. „Tato práce spojuje důležité aspekty sériové výrobyi  modelování prototypů. ukazuje se, že energie a síla mikrobaterií úzce související se strukturálními parametry elektrod, jako je velikost, tvar, pórovitost povrchu, a vinutí. Významnou předností této nové metody také je, že tyto parametry mohou být snadno řízeny během jednotlivých kroků litografického zpracování, které nabízí unikátní flexibilitu pro návrh nové generace on-chip řešení pro ukládání energie."

Původní článek na Phys.org

Image Credit: university of Illinois