Pin Li-ion 3D Siêu Nhỏ, Có Thể Được Tích Hợp Ngay Trên Chip!

Bằng cách kết hợp kỹ thuật khắc nổi 3D holographic và phương pháp in ảnh photolithography 2D, các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Illinois đã phát triển một thỏi pin 3D siêu nhỏ, có thể được tích hợp ngay trên chip trong các thiết bị vi điện tử.


Paul Braun, giáo sư khoa học vật liệu tại đại học Illinois cho biết: “Pin 3D siêu nhỏ có hiệu năng và kích thước vô cùng đặc biệt, hứa hẹn sẽ có vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng. Trước đây, những thiết bị kích thước vi mô vẫn phải sử dụng nguồn năng lượng từ bên ngoài chip, do việc thu nhỏ các bộ phận lưu trữ năng lượng là vô cùng khó khăn. Một thỏi pin chứa nhiều năng lượng nhưng có kích thước siêu nhỏ có thể được trang bị cho các bộ truyền động tự động siêu nhỏ, cảm biến và truyền dẫn không dây, vi điều khiển, thiế bị y tế di động hoặc cấy ghép”

Theo đó, kỹ thuật in quang khắc 3D holographic sẽ được áp dụng để xác định cấu trúc bên trong của điện cực và sau đó dùng phương pháp in ảnh litho – in ảnh lên bề mặt bằng phương pháp chụp – để tạo hình cho điện cực.

Kỹ thuật tạo hình bằng holographic trong không gian 3 chiều sẽ cho phép định hình trước cấu trúc dạng tổ ong của viên pin siêu nhỏ. Thiết kế mới cho phép nó có thể vận chuyển electron và các ion bên trong viên pin với tốc độ cực cao, tương đương với khả năng của siêu tụ điện.


Hailong Ning, một thành viên của nhóm nghiên cứu tại Viện khoa học và kỹ thuật vật liệu thuộc Đại học Illinois, cho biết: “Do sự phức tạp của các điện cực 3D nên thường rất khó để tạo ra những thỏi pin siêu nhỏ, có khả năng tích hợp độc lập ngay trên chip. Dự án của chúng tôi đã phát triển một phương pháp hiệu quả nhằm tạo ra pin 3D Li-ion siêu nhỏ. Cách làm này hoàn toàn có thể tương thích với những quy trình sản xuất thiết bị vi điện tử hiện nay”