Par Cameron Chai
Les Scientifiques au National Institute of Standards and Technology (NIST), aux Laboratoires Nationaux de Sandia, au Parc d'Université et à l'Université du Maryland ont développé une séquence des batteries de nanowire pour prouver que l'épaisseur de la couche d'électrolyte peut limiter la taille et la performance de la batterie.
Utilisant un microscope électronique de boîte de vitesses, les reearchers de NIST pouvaient observer la personne les batteries nanosized avec des électrolytes de différentes épaisseurs charger et décharger. L'équipe de NIST a découvert qu'il y a susceptible une limite inférieure à la façon dont amincissez une couche d'électrolyte peut être effectué avant qu'elle fasse fonctionner mal la batterie.
Les découvertes sont significatives parce que la performance et la taille de batterie jouent un rôle important dans l'avancement de MEMS autonome, qui peut être utilisé dans un choix grand de zones, y compris la surveillance d'industriel et de médicament. Il n'est pas possible de fabriquer des dispositifs de MEMS avec des tailles ci-dessous un mm avec des technologies existantes de batterie, qui affecte de manière significative l'efficience de systèmes.
Une équipe de recherche comportant la Taline d'Alec, un scientifique de NIST, et des collègues a fabriqué une véritable forêt de petites batteries d'ion de lithium semi-conductrices avec une hauteur du µm 7 et une largeur de 800 nanomètre pour déterminer la plus petite possible taille des batteries qui peuvent être faites de matériaux existants et étudier leur performance.
L'équipe de recherche a fabriqué les batteries minuscules par des couches déposantes de matériau d'anode, d'électrolyte, de matériau de cathode et de métal avec différentes épaisseurs sur des nanowires de silicium. Utilisant un microscope électronique de boîte de vitesses, l'équipe a surveillé le flux actuel traversé par les batteries et les changements de leurs matériaux quand ils ont chargé et ont déchargé. L'équipe a découvert que quand l'épaisseur de film d'électrolyte diminue ci-dessous une valeur de seuil environ de 200 nanomètre, les électrons peuvent franchir la frontière d'électrolyte plutôt que traversant le fil à la batterie et puis en circuit à la cathode. Les Électrons suivent un raccourci par l'intermédiaire de l'électrolyte, produisant un court circuit, qui décompose consécutivement l'électrolyte menant à un débit plus rapide de la batterie.
La Taline a expliqué que bien que la raison entraînant la panne de l'électrolyte ne soit pas claire, les chercheurs comprennent l'importance de développer un électrolyte nouvel pour concevoir de plus petites batteries. Le matériau principal, LiPON ne fonctionnera pas aux épaisseurs requises pour la fabrication des batteries rechargeables de haut-énergie-densité pour MEMS.
Source : http://www.nist.gov