比一粒鹽還小世界最小電池問(wèn)世

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，極大方便了人們的生產(chǎn)生活。從開始問(wèn)世時(shí)幾乎塞滿整個(gè)房間，到如今一個(gè)手掌就能輕松掌握，計(jì)算機(jī)的小型化已成為一種趨勢(shì)。然而，微電子設(shè)備和微型電池之間的尺寸差異，正成為阻礙這一發(fā)展趨勢(shì)的兩座“大山”。

前不久，有科研團(tuán)隊(duì)宣布研發(fā)成功一款比一粒鹽還小，能為世界上最小的計(jì)算機(jī)芯片供電約10個(gè)小時(shí)的“自卷繞圓筒式微型電池”，同時(shí)也是迄今為止世界上最小的電池。

這款電池的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于一種歐洲的傳統(tǒng)美食——“瑞士卷”。首先，科學(xué)家們透過(guò)顯微鏡，在目標(biāo)上集成集電器和電極條。接著，正如在蛋糕表面均勻抹上奶油一樣，在被當(dāng)作原料的硅晶片表面連續(xù)涂覆聚合物、金屬和介電材料薄層，使其形成具有內(nèi)在張力的分層系統(tǒng)。薄層被剝離會(huì)釋放出機(jī)械張力，隨后自動(dòng)彈回去卷成微電池，其形狀跟“瑞士卷”相似。利用這種方法，不需要外力就能制造出可以反復(fù)充電的“自卷繞圓筒式微型電池”。

據(jù)了解，當(dāng)前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)不少微型智能設(shè)備，但由于其使用的電池大都是通過(guò)在芯片上堆疊薄膜來(lái)存儲(chǔ)電能，電量非常有限，受到的限制也很多。隨著這些設(shè)備進(jìn)一步小型化、微型化，供電的難度也會(huì)隨之加大。

過(guò)去為了給微型計(jì)算機(jī)、傳感器等設(shè)備供電，只能采用頻繁換電池的方法，或是在設(shè)備上外接一個(gè)小型“發(fā)電機(jī)”。這些發(fā)電機(jī)可使用動(dòng)能、太陽(yáng)能、熱能來(lái)發(fā)電。

研究團(tuán)隊(duì)選擇將薄膜卷起來(lái)，使其存儲(chǔ)更多電能，甚至還能反復(fù)充電，可為世界上最小的計(jì)算機(jī)芯片連續(xù)供電約10個(gè)小時(shí)。

盡管當(dāng)前這款微型電池還不具備市場(chǎng)化條件，但從其性能上分析，它有望在物聯(lián)網(wǎng)、微型機(jī)器人、小型化醫(yī)療植入物等領(lǐng)域大顯身手，應(yīng)用于微納電子傳感器和執(zhí)行器內(nèi)。研發(fā)人員表示，這項(xiàng)技術(shù)還有巨大的優(yōu)化潛力，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)更強(qiáng)大的微電池。能源研究是人類發(fā)展永恒的話題，微型電池的諸多優(yōu)勢(shì)帶給人們更多的想象空間，日常生活及科研醫(yī)療都將迎來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。

上圖：“自卷繞圓筒式微型電池”示意圖。(■謝 安 張佳琦)