適用于可穿戴設備的微型超級電容器

已經開發出一種微型微型超級電容器(MSC)，其尺寸與人的指紋一樣小，可以直接與電子芯片集成。作為一種引領物聯網(IoT)時代的新技術，這引起了人們的廣泛關注，因為它在應用于單個電子組件時可以獨立驅動。

通過這項研究，李尚英教授及其在UNIST能源與化學工程學院的研究團隊通過電液動力學(EHD)在芯片上揭示了一種新型超高面數密度固態MSC(UHD SS–MSC)。 )噴射印刷。根據研究小組的說法，這是在MSC中利用EHD噴墨打印的第一項研究。

超級電容器(SC)，也稱為超級電容器，可以比普通電容器存儲更多的能量。與基于鋰的二次電池相比，超級電容器的優勢包括具有高功率輸出和更長的循環壽命。特別地，它可以通過半導體制造工藝被制造成與人的指紋的寬度一樣小，因此也可以應用于可穿戴設備和物聯網(IoT)設備。

然而，由于在制造過程中產生的熱量可能導致超級電容器的電特性的劣化，因此難以將它們直接連接至電子部件。另外，通過噴墨印刷技術將超級電容器與電子部件組合的制造方法還具有精度較低的缺點。

微型微型電容器(MSC)，其大小與人的指紋一樣小。圖片來源：UNIST Lee Sang-Young Lee教授

研究團隊使用EHD噴射印刷技術解決了這個問題，EHD噴射印刷技術是微電子學中的一種高分辨率構圖技術。EHD噴射打印與傳統的噴墨打印類似，其電極和電解質用于打印目的，但是它可以通過電場控制打印液體。

“我們能夠產生高達每平方厘米54.9單位單元(厘米2)經由電-流體噴射印刷技術，并且因此65.9伏特(V)以相同的面積來實現的輸出，” Kwonhyung李(組合MS說/該研究的第一作者/ UNIST能源與化學工程博士學位)。

該團隊還成功地在芯片上制造了36個單元電池(面積= 8.0 mm×8.2 mm，54.9個單元cm -2)和面工作電壓(65.9 V cm -2)遠遠超過了以前報道的通過印刷制造的MSC。技術。此外，這些電池在暴露于高溫(80攝氏度)時仍保持正常的循環伏安法(CV)曲線，因此已證明它們可以承受實際電子組件運行期間產生的過多熱量。此外，這些電池可以串聯或并聯連接，因此可以提供定制的電源。

Lee教授說：“在這項研究中，我們證明了通過EHD噴墨打印制造的片上UHD SS–MSC。” “這里介紹的片上UHD SS–MSC作為具有定制設計和可調節電化學特性的微型單片電源的新平臺技術，具有廣闊的前景。”