Wie funktionieren Dünnfilmbatterien?

Der Kredit für die Entwicklung von Dünnfilmbatterien geht an ein Team von Wissenschaftlern, die von Dr. John Bates geleitet werden.Sie leiteten über ein Jahrzehnt lang im Oak Ridge National Laboratory zur Entwicklung einer dünnen Filmbatterie.Herkömmliche Batterien sind sperrig und nicht flexibel, wodurch sie für den Gebrauch ungeeignet sind, wenn Platz ein Einschränkung ist.Ein weiterer Faktor ist das Verhältnis von Energie zu Gewicht, das für herkömmliche Batterien recht gering ist.Sie können in jeder Form oder Größe gebildet werden und sind unter allen Betriebsbedingungen völlig sicher.Diese spezifischen Batterien können auch unter einem breiteren Betriebstemperaturbereich verwendet werden.Aufgrund ihrer gesamten Festkörperkonstruktion können Dünnfilmbatterien die Temperaturen bis zu 280 Grad Celsius oder 586 Grad Fahrenheit ohne Versagen bestehen.°In diesem Prozess werden alle Komponenten auf eine Temperatur erhitzt, bei der der Lot normalerweise schmilzt und fließt, um jede Komponente an die gedruckte Leiterplatte zu verbinden.Da diese Temperatur etwa 250-280 Grad Celsius, 482-586 Grad Fahrenheit beträgt, können konventionelle Batterien, die organische Flüssigverbindungen enthalten, nicht überleben und daher manuell hinzugefügt werden, nachdem die Baugruppe Zeit zum Abkühlen hatte.Dieses einzigartige Merkmal von Dünnfilmbatterien hat ihnen den Namen Electronics -Batterie eingebracht.

Die Konstruktion einer dünnen Filmbatterie ist sehr einfach.Verschiedene Schichten werden durch Verdunstung oder Sputtern hinterlegt, eine Methode, die üblicherweise in der Halbleiterherstellungsindustrie verwendet wird.Die Kathode ist normalerweise eine große Oberfläche und ist oben mit einer Elektrolytschicht, über die die Anode abgelagert wird, auf der Oberseite bedeckt.Die elektrolytische Schicht isoliert die gesamte Kathode von der Anode.Eine Basis oder ein Substrat unten und eine Verpackung oben schützt die Batterie vor Schäden.Je nach Substrat- und Verpackungsmethode könnte die Gesamtdicke der Batterie bis zu 0,35 mm bis 0,62 mm dünn sein.Aufgrund der Batterie, die in jeder Form und Größe hergestellt werden kann, können bestimmte Raum-, Energie- und Stromversorgungsfähigkeiten angegriffen werden.

Eine Elektronikbatterie kann aufgrund der guten Kathodenauslastung Strom mit hohen Stromdichten liefern.Die Stromdichte und damit die Entladungskapazität sind von der Fläche der Kathode abhängig.Mit einer guten Kathodengröße kann die Dünnfilmbatterie einen hohen Energieausgang mit einer bestimmten Entladungsrate aufweisen.

Ein praktisches Beispiel für eine Dünnfilmbatterie ist eine Lithiumbatterie.Die Anode ist metallisches Lithium mit einer Lithium -Kobaltoxid -Kathode.Diese Anordnung sorgt für wiederaufladbare Batterien, auf die bis zu 4,2 Volt aufgeladen und wiederholt auf 3,0 Volt abgeladen werden kann.Die Kapazität von Lithium -Ionen -Batterien wird als die Strommenge ausgedrückt, die die Batterie in einer bestimmten Zeit in Stunden liefern kann, und mit AH oder MAH bezeichnet.Die Energie der Dünnfilmbatterien wird als Produkt der Spannung und die von ihm gelieferte Ladung angegeben, ausgedrückt in WH oder MWH.