微型超级电容器可以通过延长电池寿命和实现极快充电来彻底改变我们使用电池的方式。因此，从智能手机到电动汽车的制造商都在大力投资于这些电子元件的研发。现在，瑞典查尔默斯技术大学的研究人员已经开发出一种方法，这种方法能为这种超级电容器的生产提供突破。

Agin Vyas解释道：“在讨论新技术时，很容易忘记制造方法的重要性，这样它们就可以真正进行商业化生产，并对社会产生影响。在这里，我们开发出了能够在生产中真正起作用的方法。”本文作者是查尔默斯技术大学微电子与纳米科学系博士生。

超级电容器由两个由绝缘层隔开的导电体组成。与普通电池相比，它们可以储存电能，并具有许多积极的特性，例如充电速度更快，能量分配更有效，在充放电循环方面，寿命更长，且不会损失性能。当超级电容器与电动产品中的电池组合时，商用电动汽车的电池寿命可以延长很多倍，最多可达四倍。无论是个人电子设备还是工业技术，对最终消费者的好处都是巨大的。

能够快速充电当然是非常方便的，例如，电动汽车，或者不需要像我们现在的智能手机那样经常更换或充电。但如果电池的寿命更长，而且不需要在复杂的过程中回收，它也将代表一个巨大的环境效益和更可持续的发展。

制造业是一个巨大的挑战

但实际上，今天的超级电容器对于许多可能有用的应用来说太大了。它们需要与所连接的电池大小大致相同，这是将它们集成到移动电话或电动汽车中的一个障碍。因此，今天超级电容器的研究和开发很大一部分都是为了让它们变得更小。

Agin Vyas和他的同事一直在开发“微型”超级电容器。它们非常小，可以安装在控制手机、计算机、电动机和我们今天使用的几乎所有电子设备的各种功能的系统电路上。这种解决方案也被称为“片上系统”。

最重要的挑战之一是，最小单元的制造方式需要使其与系统电路中的其他组件兼容，并且可以轻松地针对不同的使用区域进行定制。这篇新论文展示了一种制造工艺，其中微型超级电容器与最常见的制造系统电路（CMOS）集成。

Agin Vyas解释说：“我们使用了一种称为旋涂的方法，这是许多制造工艺的基础技术。这使我们可以选择不同的电极材料。我们还使用还原石墨烯氧化物中的烷基胺链，以展示这如何导致更高的充电和存储容量。我们的方法是可扩展的，并将降低制造过程的成本。它代表着生产技术的巨大进步，也是微型超级电容器在日常电子和工业应用中实际应用的重要一步。”

该研究团队还开发了一种方法，可以在一个统一的制造过程中生产多达十种不同材料的微型超级电容器，这意味着可以轻松定制性能，以适应多种不同的终端应用。