如果Ilika Technologies能夠實現其於自供電系統單晶片(SoC)的夢想，就能讓電池從一種進展最緩慢的技術轉變為發展最迅速的先進技術…
位於英國南安普敦市南安普敦大學科技園區的Ilika Technologies，開發出可涵蓋完整溫度範圍(從-40℃到+150℃)的固態電池，使其得以在汽車、工業物聯網(industrial IoT)以及其他惡劣環境下使用。
藉由避免讓各種電池技術的液態核心——特別是易燃的鋰離子(Li-ion)——進入SoC的固態微米薄層，就能讓電子電路中的每個晶片具有自供電的能力、簡化電路板(PCB)，而且無需目前所用的大量電源。
圖1：ARM和Ilika合作正打造一款自供電的SoC信標，它介於可穿戴應用和針對牲畜進行準確監測的工業IoT應用之間Ilika執行長Graeme Purdy表示：「我們的固態電池如今已能適應各種規模和操作環境。例如，豐田(Toyota)是我們最早的合作夥伴之一，至今已資助我們的固態電池開發工作長達8年，並提出了一系列為電動車生產大型電池的升級解決方案。但他們也在篩選我們的材料，協助將其縮小至晶片尺寸，預計在2025年以前就能實現量產。」
圖2：採用與鋰離子電池相同的成份，包括陽極、陰極與電解質等；不同之處在於它堆疊在固態晶片上，以降低成本，並延長受電裝置的使用壽命從易燃的鋰離子電池轉變為不可燃的固態電池，並不會在一夕之間發生。事實上，Purdy預測，使用這種固態電池技術的第一批量產終端產品要到2019年左右才會出現。首批進入市場的產品可能會使用獨立式固態電池。
然而，一旦解決了所有的問題，使用太陽能和振動能量採集的可充電固態電池，加上一次充電即可連續使用長達10年之久的固態電池供電產品，可能成為標準配備而非例外。(另一家美國業者Cymbet正為其250平方毫米的固態電池提供開發套件，可望更早上市。)
圖3：可充電模組(右)的背側整合式太陽能電池(中間，直立)持續為固態電池(左，直立)充電，用於現場無限期的壽命，此處是溫度感測器Purdy說：「我們的固態電池是以鋰離子技術為基礎，但兼具固態安全性，以及兩倍的能量密度。此外，固態電池也比液態鋰離子電池的充電速度更快6倍——僅需15分鐘即可完成充電，不必再花1.5小時充電。」
「至於我們與豐田的關係，雙方目前共同擁有適用於電動車的大型電池專利。不過，Ilika完全擁有小型電池的專利。」Purdy說：「我們的專利涵蓋三方面：媲美傳統鋰離子的材料組合；其次是專利的(蒸鍍)製程。第三，專利的架構以及可組合不同成份的方法。」
圖4：完整的IoT裝置可與其固態電池整合，或甚至整合於相同的SoC，為穿戴式裝置持續供電10年然而，固態電池的關鍵是使用矽陽極，因而無需使用液體電解質，也更容易進行封裝。即使暴露了一部份，也不至於像液態電解質鋰離子電池那麼容易對空氣和水份起反應。
Pudy宣稱該公司已經擁有可授權工業IoT製造商的擴展溫度範圍IP，以及針對消費產品製造商的正常溫度範圍IP。事實上，Ilika的業務模式並不至於與其授權客戶正面競爭，而是透過其概念驗證的技術，提供設計服務與案例應用，例如Stereax M250電池。
圖5：佈滿固態電池的晶圓可在大量訂購時，讓製造具有可擴展性與成本效益Ilika還授權了幾家代工廠為客戶打造使用其授權IP的晶片，包括台積電(TSMC)。然而，該公司宣稱，經常處理化合物半導體(如GaAs、SiC、GaN或OLED)的代工廠，也可以製造其固態電池。例如，夏普歐洲實驗室(Sharp Laboratories of Europe)目前正採用Ilika IP開發自動能量採集電源。
