随着电子产品变得越来越小，设计人员面临的一个问题是如何从越来越小的电池中获得更多的电力。这是一个特别困难的问题，因为随着电池的缩小，能量密度变得更难提高。其原因之一是电池的较大部分需要用于保护性包装。

但是，如果微型电池可以将保护层作为电池的一部分呢？这是宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的研究人员提出的解决方案。

由机械工程和应用力学系助理教授 James Pikul 领导的研究人员开发了一种新型阴极，可以增加电池的数量，可以储存能量，同时还可以充当保护壳。这减少了对通常用于保护化学成分的占用空间的非导电材料的需求。

微型电池倾向于使用非常薄的阴极，由压碎的颗粒制成，这些颗粒被压缩以形成多孔结构。该团队开发了一种制造更厚电极的方法，该电极仍允许快速离子运动。他们通过开发一种可以直接“电镀”到薄金属箔上的阴极材料来做到这一点，金属箔也充当外壳。

Pikul 将这一过程描述为对齐阴极的‘原子高速公路’，这意味着锂离子可以通过最快、最直接的路径穿过阴极进入设备，提高微电池的功率密度，同时保持高能量密度。” 事实上，新型微型电池的能量和功率密度比电池大一百倍，而重量只有两粒米。Pikul 补充道：“我们基本上制造了具有双重功能的集电器。它们既是电子导体，也是防止水和氧气进入电池的包装。”

不仅是微型设备需要更好的电池。随着电动汽车取代以化石燃料为动力的汽车，高效、更环保的电池正成为当务之急。我们已经看到这种紧迫性转化为创新，例如消除化学品的电池制造工艺和由水泥制成的可充电电池 。

随着可穿戴设备和连接设备的数量呈指数级增长，对高效微型电池的需求也将呈指数级增长。事实上，与制造效率较低的电池相比，低效率电池的制造对全球变暖的贡献更大，后者必须更频繁地更换，因此这些微型电池最终也可能比其他电池更环保。虽然电池尚未准备好用于商业用途，但研究人员设想它们最终将用于无人机、可穿戴设备、医疗植入物和物联网设备等应用。