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电子工业的快速发展导致了对便携式电子产品的持续需求。人们投入了大量精力来开发用于无线传感器网络[1]、生物医学传感器[2]、气体传感器[3]、执行器[4,5]和可穿戴设备[6,7]的微型设备。特别是由于物联网 (IoT) 的普及,“自主无线传感器”的需求也随之增加。这些设备可用于智能楼宇控制、工业过程自动化、工厂自动化和许多其他应用。这类设备需要集成的(即,板载)电源才能提供稳定的电流供应并提供大约 ~1 – 10 mA 的高峰值电流,同时占用较小的面积(< 1 cm 2)。最近的研究表明,除了电源之外,所有符合标准的无线通信所需的组件都可以集成到带有线键合天线的单个硅片上[8]。在晶圆级芯片上直接打印电源是一种低成本、小体积的解决方案。可充电电池(例如锂离子电池系统)由于能量密度高、循环寿命长而成为首选 [9 – 12] 。市售的低占用空间电池使用半导体加工工具(因此成本高),并且缺乏足够的容量为物联网设备供电。尽管微型无线设备很受欢迎且需求广泛,但在设计能够满足其功率和尺寸要求的储能机制方面取得的进展有限 [13] 。

用于物联网应用的模板印刷锂离子微型电池

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