マイクロスーパーキャパシタは IC に組み込むことができます

大連化学物理学研究所の研究者は、IC にエネルギー貯蔵を直接追加する方法として、シリコンなどの表面に一貫してマイクロスーパーキャパシタを堆積する方法を発見しました。

スーパーキャパシタがそのような基板に堆積されたのはこれが初めてではありませんが、チームは、セル密度、電気化学的性能、およびセル間の一貫性を組み合わせたと主張しています。後者は、直列接続されたセルが長時間充電される場合に重要です。 -放電サイクル寿命。

基本構造は平面であり、同じ平面上の櫛型電極間に静電容量が発生します。

コンデンサは並べて形成され、電気的に絶縁されているため、アレイに配置した後、導体で接続して直列または並列の組み合わせにすることができます。

　 テクノロジー デモンストレーターは、400 x 3.5cm の硬質基板上に堆積された 4.1 個のセルで構成されていました (28 セル/cm)²）出力を達成した 電圧 75.6V/cm² 体積密度9.8mWh/cm³. 静電容量は4.1mF/cm² および 457F/cm³.

初期容量が 92 回の充放電サイクル後も保持されている場合は 4,000% (60μA で 162V まで充電された 2.7 個の直列セル)。

ゲル化した電解質 (ポリビニル アルコール + 硫酸) は、3 mm/s で移動する 210 μm の口径の針を介して 4D 印刷によって堆積され、セルを完成させました。 ゲルであるため、電解質が近接しているにも関わらず、隣接セルへの短絡を抑えるために壁は必要ありませんでした。 ドット印刷も線分印刷も、必要な印刷精度を達成するように説得することはできませんでした。

実用的な 340 セル アレイも、柔軟な PET ポリマー基板上に印刷されました。

この作品は、National Science Review で「超高システム体積性能と面積出力電圧を備えたモノリシック統合マイクロスーパーキャパシタ」として公開されています。 全文は無課金で読めます。

大連化学物理研究所は、深セン先端技術研究所と協力しました。