电容器微型电池

芯片储能用微型超级电容器

电池以稳定的步伐发展的越来越好，但是这项技术还远远没有完善——它们的使用寿命仍然非常短，并且...

电池以稳定的步伐发展的越来越好，但是这项技术还远远没有完善——它们的使用寿命仍然非常短，并且在电流脉冲的传输过程中还存在有问题。现在，德雷克塞尔和保罗Sabatier大学的研究人员已经成功地将微型超级电容器直接嵌入一个微芯片中来确保电子产品的体积更小、寿命更长并且可以提供更多的能量。

这项研究是由Yury Gogotsi 和PatriceSimon领导的并且是他们开发出微型储能装置之后的五年多时间努力的高潮，科学家们已经成功地使用他们所说的现有的芯片集成制造技术成功地将微型储能装置安装在硅芯片内。

Simon说：“我们设定了一个远大的目标，即不仅仅是将储能装置制造地像微芯片那样小，而是真正地制造出作为微芯片一部分的储能装置并且用一个简单的现代硅芯片集成制造技术来完成它。”

科学家们选择了在微型超级电容器而不是微型电池上储存片内能量。目前超级电容器储存的能量低于锂离子电池单位体积十分之一的能量，但是他们具有更高的输出功率，并且更耐用。对于大多数应用，研究团队的想法并不是用超级电容器完全替代电池，而是将两者结合起来以获得更好的应用。

Simon告诉Gizmag “杀死电池的是引起机械和化学应力的高输送功率，当与电池结合时，超级电容器可以在电池输送能量的时候输送能量。这样，你可以提高电池的使用寿命，并且你不需要超大型的电池来满足电力需求。”

微型超级电容器是由薄的多孔碳膜直接沉积在硅晶片上制成的，它的集电器是由TiC制成的。我们可以通过改变工艺参数来调整碳薄膜的电阻、厚度和机械应力这些特性，以满足特定的应用和芯片设计。

据研究人员说，这个研究成果比我们更普遍关注的微电池更有广泛应用前景。

Simon说：“吓到微观尺度，智能手机和其他电子设备都需要高功率，微电池很难满足其功率需求，而我们的微型超级电容器可以。此外，现在我们开发了一个可以将其集成在芯片上的制造工艺，与半导体工艺兼容，很容易地将微型超级电容器置于其他电子设备内，并且可以使电源更加紧凑—或者可以在相同体积内置放更多的微型超级电容器。

这项技术最早的应用可能包括射频识别标签、远程传感器和其他低能量需求的设备。在电子世界外，用来制造超级电容器的碳膜具有分子尺寸的孔，也可应用于气体过滤或海水淡化及净化。

详细的研究成果将发表在最近的《科学》杂志上。