Mikro süper kapasitörler IC'lere yerleştirilebilir

Güncelleme: 11 Ağustos 2023

Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, IC'lere doğrudan enerji depolama eklemenin bir yolu olarak mikro süper kapasitörleri silikon gibi yüzeylere tutarlı bir şekilde yerleştirmenin bir yolunu buldular.

Bu, süper kapasitörlerin bu tür substratlar üzerine yerleştirildiği ilk sefer değil, ancak ekip, öngörülemeyen hücre yoğunluğunu, elektrokimyasal performansı ve hücreden hücreye tutarlılığı birleştirdiğini iddia ediyor; seri bağlı hücrelerin uzun bir şarja sahip olması durumunda ikincisi önemlidir. -deşarj çevrim ömrü.

Temel yapı düzlemseldir ve aynı düz yüzey üzerinde birbirine geçmiş elektrotlar arasında geliştirilen kapasitans vardır.

Kondansatörler yan yana oluşturulur ve elektriksel olarak izole edilir; böylece diziler halinde yerleştirilebilirler ve daha sonra iletkenlerle seri veya paralel kombinasyonlara bağlanabilirler.

The teknoloji gösterici, 400 x 3.5 cm'lik sert bir substrat (4.1 hücre/cm) üzerine biriktirilen 28 hücreden oluşuyordu2) bir çıktı elde etti Voltaj 75.6V/cm2 ve 9.8 mWh/cm hacimsel yoğunluk3. Kapasite 4.1 mF/cm idi2 ve 457F/cm3.

92 şarj-deşarj döngüsünden sonra başlangıç ​​kapasitesi korunursa %4,000 (60μA'da 162V'a şarj edilen 2.7 seri hücre).

Jelleşmiş bir elektrolit (polivinil alkol + sülfürik asit), hücreleri tamamlamak için 3 mm/s hızla hareket eden 210 μm delikli bir iğne aracılığıyla 4D baskıyla biriktirildi. Bir jel olduğundan, elektrolitin yakın olmasına rağmen bitişik hücrelere kısa devre yapmasını engellemek için hiçbir duvara gerek yoktu. Ne nokta baskı ne de çizgi segmentli baskı, gerekli baskı doğruluğunu elde etmeye ikna edilemedi.

Çalışan bir 340 hücre dizisi de esnek bir PET polimer substrat üzerine basıldı.

Çalışma, National Science Review'da 'Ultra yüksek sistemik hacimsel performansa ve alansal çıkış voltajına sahip monolitik entegre mikro süper kapasitörler' olarak yayınlandı. Makalenin tamamı ödeme yapılmadan okunabilir.

Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü, Shenzhen İleri Teknoloji Enstitüsü ile birlikte çalıştı.