转自：科技日报        

　　通过团结3D全息光刻和2D光刻手艺，美国伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校的科学家日前开发出一种适用于大规模集成电路的高性能3D微电池。研究职员称，这种微型高能电池具有极其优异的性能和可扩展性，为人们提供了无限的想象空间，有望让许多装备小型化应用成为现实。相关论文揭晓在美国《国家科学院学报》上。

　　认真此项研究的伊利诺伊大学质料与工程学教授保罗·布劳恩说，由于小型化储能手艺一直以来都是一个难题，微型装备通常都由片外电池或电源提供能源。其难点主要在于3D电极，这种电极十分重大，在通俗电池上实现的难度都较量大，更不必说片上集成。新手艺乐成突破了难关，让许多主要的应用成为了可能。

　　论文第一作者、伊利诺伊大学质料与工程学院研究生宁海龙（音译）称，他们接纳了一种能够与现有微电子制造高度兼容的手艺，开发出这种微型3D锂离子电池。在制造电极时，他们先用3D全息光刻手艺来界定电极的内部结构，再用2D光刻手艺塑造电极的外部形状。借助3D全息光刻手艺，研究职员通过光束建设出完善的三维结构，让这种微型电池获得了性能优异的多孔电极，有助于电池内部电子和离子的快速传导。

　　这种要领的显著优势在于，能让人们对与电池能量、功率亲近相关的参数举行无邪的调解，如电极的巨细、形状、外貌积、孔隙率和弯曲状态等。这为下一代芯片储能装备的设计制造铺平了蹊径。

　　虽然3D全息光刻手艺需要对光束举行十分准确的控制，但最近的手艺前进已经大幅缩减了整个历程所需的光学器件，仅需一个简单光束和一个标准的光刻历程就能知足制造这种微电池的需要。

　　伊利诺伊大学质料工程学教授约翰·罗杰斯说，该手艺让这种电池获得了高度的可扩展性和在微电子制造历程中的兼容性。在团结如锡等高能质料后，还能提供激感人心的新功效，其中就包括高容量和优异的循环寿命，这种电池将为片上装备提供清静可靠的能源。

　　布劳恩说，这种小型化、高能量和大功率片上电池将让自主微标准致动器、漫衍式无线传感器、发射器、监视器以及便携式、可植入医疗装备等获得长足的生长。