日本产综研用CNT将电容器的体积缩小至1新时代

日本产业技术综合研究所开发出了电极使用碳纳米管（CNT）的电容器 CNT集成化微型电容器 。以相当于铝电解电容器1/1000的体积实现了同等的性能。这种电容器有望使占据印刷布线基板很大体积的电解电容器实现大幅薄型化，并通过采用光刻技术进行量产来大幅降低制造成本。

能量密度为铝电解电容器的1000倍

此次开发的电容器有两大特点。（1）具备非常大的能量密度和很高的输出功率密度，（2）可采用光刻技术在硅晶圆上制作，量产效率和电容器的设计自由度大幅提高。

关于（1），此次的开发品在能量密度上达到了铝电解环比下降13.18%电容器平均值的约1000倍。输出功率密度也能与铝电解电容器的最高值相匹敌。由此，与能量容量和输出功率密度相同的铝电解电容器相比，可以实现大幅薄型化。

关于（1）得以实现的原因，电极使用的CNT的较大比表面积似乎发挥了重要作用。尽管此次并未公布详情，但产综研曾在2010年6月利用通过局部氧化CNT等措施使比表面积增至2240m2/g的纤维状电极材料，试制出了电容器。

可在硅晶圆上量产分立元件电容器

（2）是首先在整个元件上形成厚度均匀的CNT层之后，再采用光刻和干蚀刻技术使CNT曝光（Patter北京警方成立专案组立案调查ning）成集电体布线形状来实现的。此次采用这种技术在4英寸硅晶圆上制作了4700个CNT集成化微型电容器。

据产综研介绍，实现集成之后，电容器的设计自由度也获得提高。比如，如果单个电容器最高只能在1V电压下充放电，那么就可以通过串联多个电容器，使其能够在100V电压下使用。

开发品（左）与能量容量相同的铝电解电容器（右）的尺寸比较

工作电压为4V，静電容量为 0 F，充放电速度（衰减时间常数）为数ms

开发品（星号）与现有电容器、锂离子电池等的对比

在4英寸晶圆上制作的CNT集成化微型电容器及其在100V电压下的充放电特性（左下）