电池的微型化目前远远没有现代电子学器件的发展顺利,微型电池的容量、能量密度都难以满足微型电学器件的使用要求。电池的微型化过程中主要的问题在于活性物种的担载量无法达到要求,但是如果通过增加电池的厚度进行提高活性物种材料的量的过程中存在传输路径增加的问题,该过程对电池的长期工作没有帮助。有鉴于此,德累斯顿综合纳米科学研究所Minshen Zhu等报道了一种新型螺旋微电极,由应力驱动、具有高容量的同时,避免了增加电荷传输距离。
本文要点:
作者发现,在约1 mm2的面积中实现了21倍活性物种负载量的提高,并且保持了快速电荷传输速率。该Si-Ge sp-μED微电池的容量达到1053 μAh cm-2,在50次循环后保持67 %的容量。此外,这种微电极组成的圆柱形微型电池当体积为3 mm3时,功率达到12.6 mWh cm-3。作者发现这种圆柱形微电极组成的电池比大多数现有微电池的容量更高,同时为小型集成电子学器件中作为高性能微电池。
参考文献
Hongmei Tang, Dmitriy D. Karnaushenko, Volker Neu, Felix Gabler, Sitao Wang, Lixiang Liu, Yang Li, Jiawei Wang, Minshen Zhu*, Oliver G. Schmidt
Stress‐Actuated Spiral Microelectrode for High‐Performance Lithium‐Ion Microbatteries, Small 2020
DOI:10.1002/smll.202002410
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202002410