智能微尘即将进入我们的生活，小到一粒盐的计算机、传感器和机器人正在研制中，它们可四处移动，探测光、声、压力、化学物质和磁场。智能微尘直径不到1 mm，厚几百微米，可处理信息并进行无线通信。它们有一系列的用途，从医学诊断、手术、大脑监测到跟踪蝴蝶和农作物的状况等。

但如何给它们供电呢？最小的电池也有2 mm2，比智能微尘芯片大几倍，且不足以持续驱动复杂功能的设备。因此，智能微尘芯片依赖于外部电源，如太阳能电池板等，但太阳能电池板在晚上或雾天不能工作。

因此电池需要缩小，但很难把所有部件都挤到一个更紧的空间，且还需内置在微型设备中。内置不仅仅是固定，要作出相当于特斯拉将电动汽车电池作为汽车组成部分的努力，当然尺寸要小得多。但无论尺寸大小，制造电池和电子设备的技术是不同的。

紧凑型电池，如锂电池之类的，是用湿化学方法生产的，如在金属箔上涂上材料浆。微调材料成分提高性能是有限的。

相比之下，微电子工程师采用蚀刻和沉积等方法对半导体晶片进行蚀刻以实现某些功能，但这些方法不适合电池材料，电池材料需从根本上进行不同的设计。

微型电池需在两个领域得到改进：电荷储存能源密集、耐用的材料及压缩合并组件的结构。

作为微型设备制造的纳米科学家，我们亲眼目睹了将电化学和微电子结合是多么的困难，因为这些学科是单独发展的。微电子工程师们努力适应新材料，如活性聚合物等，将它们融入到工艺中，而交叉污染和不匹配的热电性能是常见的问题。……