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嵌入式集成电源器件

嵌入式集成电源器件系统


随着芯片技术的快速发展,片上电源的重要性逐步显现,在类脑科学领域嵌入集成式的电源可以在类脑计算的自供电恢复与存储过程中发挥关键性作用。另外,在无源环境传感器、植入式医疗电子器件、可穿戴电子设备和军用无源探测设备等领域不断有新产品出现,但是这些新型器件与设备的大小与功能适用性受到其储能部件的严格限制。单纯采用缩小传统储能部件的体积的方案则需要牺牲其存储容量作为代价,无法满足器件与设备的长时间稳定工作的要求。最理性的器件结构需要将能量采集器与微型电池集成在一起,在器件闲置期可以储能而在工作高峰期间进行有效的功率输出。因此亟待发展大容量、小体积的新型集成式、嵌入式的电源存储器件。目前全固态薄膜锂离子电池与全固态超级电容器发展迅速,已经成为较为理想的微型电源器件的备选方案。其中全固态薄膜锂电池由正极层、电解质层和负极层构成典型的三明治结构,不使用电解液,能与现代微电子工艺有效兼容,因此具有集成度高、工艺适配性好、能量存储密度大、长寿命和高安全性等特点,已经成为国内外研究的热点。因此有必要加强以全固态薄膜锂电池为代表的集成式、嵌入式微型电源器件领域的研究与应用工作,以满足自恢复、小模块、小电流、高峰值功率和强持续性等为特点的新型微电子器件的快速发展需求,推动河北省在该领域占领基础研究与应用研究的制高点,促进该领域国民经济快速而健康的发展。

这个方向的主要研究内容是以锂离子的输运问题为着力点,针对全固态电池的正负 极材料、电解质材料、电池的结构与界面问题深入开展 研究工作,研究材料与集成电路工艺兼容的制备技术 ,将微能源直接集成在微型器件中并应用于军事、空间等领域。