科學(xué)家運(yùn)用電流體力學(xué)直噴印刷技能開拓出微型超等電容

2020-11-10 11:57:39 中國航空報(bào) 錢文

中國航空報(bào)訊：韓國研究團(tuán)隊(duì)已開拓出尺寸與人類指紋一樣小，并可直接與電子芯片相整合的迷你微型超等電容（MSC）。由于該元件在應(yīng)用至個(gè)體電子零組件時(shí)可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，所以引起了人們遍及的存眷，并視之為引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）時(shí)代的新興技能。

通過這項(xiàng)研究，SangYoung Lee傳授及其在韓國蔚山國立科技大學(xué)（UNIST）能源與化學(xué)工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)頒發(fā)了一種新型超高平面密度固態(tài)微型超等電容（UHD SS–MSC），該元件可透過電流體力學(xué)直噴印刷（EHD）技能而印刷在芯片上。按照該研究團(tuán)隊(duì)指出，這是首度將電流體力學(xué)直噴印刷技能應(yīng)用在微型超等電容之中的研究。

超等電容（SC）又稱為Ultracapacitor，可以比一般電容器儲(chǔ)存更多的能量。與鋰蓄電池對比，超等電容器的優(yōu)勢包羅具有更高的電力輸出和更長的充電輪回壽命。出格的是，透過半導(dǎo)體制程，它可以制造成與人類指紋一樣小的元件，因此出格合用于穿著式裝置與物聯(lián)網(wǎng)裝置。

然而，由于在制程中發(fā)生的熱量大概導(dǎo)致超等電容器之電子特性的劣化，因此難以將它們直接毗連至電子零組件。別的，透過噴墨印刷技能將超等電容器與電子零組件組合在一起的制造要領(lǐng)也會(huì)有精度較低的缺點(diǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)利用電流體力學(xué)直噴印刷技能辦理了這個(gè)問題，該技能是微電子學(xué)中的一種高判別率微影成像技能。電流體力學(xué)直噴印刷利用電極和電解液舉辦印刷，雷同于傳統(tǒng)的噴墨印刷，可是它可以透過電場來節(jié)制印刷液。

該團(tuán)隊(duì)也樂成地在芯片上制造了36個(gè)電池單位與平面事情電壓（65.9 V cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出先前透過一般噴墨印刷技能所制造的微型超等電容）。另外，這些電池單位縱然曝露在攝氏80度的高溫下仍保持正常的輪回伏安法（CV）曲線，因此證明白它們可以遭受實(shí)際電子零組件運(yùn)行進(jìn)程中所發(fā)生的過多熱量。另外，這些電池可以串聯(lián)或并聯(lián)，因此可以提供定制化電源。

中國航空報(bào)訊：韓國研究團(tuán)隊(duì)已開拓出尺寸與人類指紋一樣小，并可直接與電子芯片相整合的迷你微型超等電容（MSC）。由于該元件在應(yīng)用至個(gè)體電子零組件時(shí)可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，所以引起了人們遍及的存眷， 電容器，并視之為引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）時(shí)代的新興技能。

通過這項(xiàng)研究，SangYoung Lee傳授及其在韓國蔚山國立科技大學(xué)（UNIST）能源與化學(xué)工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)頒發(fā)了一種新型超高平面密度固態(tài)微型超等電容（UHD SS–MSC），該元件可透過電流體力學(xué)直噴印刷（EHD）技能而印刷在芯片上。按照該研究團(tuán)隊(duì)指出，這是首度將電流體力學(xué)直噴印刷技能應(yīng)用在微型超等電容之中的研究。

超等電容（SC）又稱為Ultracapacitor，可以比一般電容器儲(chǔ)存更多的能量。與鋰蓄電池對比，超等電容器的優(yōu)勢包羅具有更高的電力輸出和更長的充電輪回壽命。出格的是，透過半導(dǎo)體制程，它可以制造成與人類指紋一樣小的元件，因此出格合用于穿著式裝置與物聯(lián)網(wǎng)裝置。

然而，由于在制程中發(fā)生的熱量大概導(dǎo)致超等電容器之電子特性的劣化，因此難以將它們直接毗連至電子零組件。別的，透過噴墨印刷技能將超等電容器與電子零組件組合在一起的制造要領(lǐng)也會(huì)有精度較低的缺點(diǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)利用電流體力學(xué)直噴印刷技能辦理了這個(gè)問題，該技能是微電子學(xué)中的一種高判別率微影成像技能。電流體力學(xué)直噴印刷利用電極和電解液舉辦印刷，雷同于傳統(tǒng)的噴墨印刷，可是它可以透過電場來節(jié)制印刷液。

該團(tuán)隊(duì)也樂成地在芯片上制造了36個(gè)電池單位與平面事情電壓（65.9 V cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出先前透過一般噴墨印刷技能所制造的微型超等電容）。另外， 100UF 63V，這些電池單位縱然曝露在攝氏80度的高溫下仍保持正常的輪回伏安法（CV）曲線，因此證明白它們可以遭受實(shí)際電子零組件運(yùn)行進(jìn)程中所發(fā)生的過多熱量。另外，這些電池可以串聯(lián)或并聯(lián)，因此可以提供定制化電源。