SEMI - 研究報告
新式能量儲存科技 固態解決方案最吸睛
資料來源:SEMI新興市場部門 / Paula Doe
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Cymbet EnerChips晶片尺寸的固態電池 |
只有郵票般大小的晶片尺寸固態電池正受到注意,開始應用在晶片和電路板級的備用電力上,並且可為無線系統儲存收集能量。 |
Planar Energy鎖定開發高容量汽車電瓶,其他公司如Infinite Power Solutions和Cymbet則志在以整合固態電子技術設計備用電力系統、感測器、無線應用等。
IPS的薄膜電池
IPS的可充式薄膜微能鋰電池只有兩張郵票的大小(50 mm x 25 mm),厚僅170 µm,但是容量高達2.5mAh,可連續輸出100mA的電流,足供電腦時脈、記憶裝置、固態硬碟等之備用電力之使用。整合的設計還能夠收集太能能、壓電或熱電能,應用在無線感測器、RFID標籤、手錶、消費性電子產品以及醫療器材方面。
IPS公司使用鋰磷氮氧化物(LiPON)作為固態電解質,其中的鋰離子具有相當高的移動率,因此可以產生大量電流。固態電解質能夠有效防止漏電,維持穩定的儲存能量。薄膜是利用修改一般平面顯示器製程中的物理氣相沉積(PVD)方法生長在金屬箔基板上。
環境保護法規將有助於推廣固態電池應用。世界上許多地方都已立法禁止丟棄濕式化學電池,並且朝向禁用於消費性電子產品的方向努力。
Cymbet的晶片電池
Cymbet公司採用類似的LiPON固態電解質在晶片電池的設計上,目標是要讓微型能量儲存裝置成為電路板上或系統級封裝(SiP)中的一個元件。晶片電池可望發展成為一種嵌入式備用電力,取代目前應用在備份記憶裝置、微控制器、電腦時脈上面的小型電池或超級電容器。
晶片電池容量有50µAh,尺寸卻只有8x8 mm;利用傳統的沉積和蝕刻方法製作在矽晶圓上。晶片可耐260°C高溫,因此可接受一般電路板組裝中的迴焊製程。
Cymbet同時看到了無線感測網路應用儲存收集能量科技的潛在大商機。智慧型建築將應用新科技來節能減碳,工廠生產可利用新科技來監控製程,這些應用都會有立即的回收。醫療領域的應用更加繁多,也不容忽視,有從體外的神經模擬、智慧貼片到體內的射頻追蹤照護等等。
Planar Energy的大面積薄膜電池
Planar Energy公司希望開發出大容量的固態電池,因此設計了連捲塗佈製程,號稱品質可媲美真空沉積。另外也宣布,新的固態電解質較LiPON有高出十倍以上的離子導電性,還有新的陰極材料讓反覆充放電的能力超過200mAh/g。
Planar Energy應用了國家再生能源實驗室和中佛羅里達大學的技術,最近更獲得能源部四百萬美元的補助。公司表示,材料研發已完成,薄膜品質已驗收,正朝向整合元件開發和改善連捲塗佈製程;預計下一或兩季即可進入先期試產。
