Hoe werken dunne filmbatterijen?
De eer voor het ontwikkelen van dunne filmbatterijen gaat naar een team van wetenschappers onder leiding van Dr. John Bates.Ze hebben meer dan tien jaar onderzoek gedaan aan het Oak Ridge National Laboratory voor de ontwikkeling van een dunne filmbatterij.Conventionele batterijen zijn omvangrijk en niet-flexibel, waardoor ze ongeschikt zijn voor gebruik waar ruimte een beperking is.Een andere factor is de energie -gewichtsverhouding, die vrij laag is voor conventionele batterijen.
Functies die specifiek zijn voor de dunne filmbatterijen zijn de constructie van alle vaste toestand.Ze kunnen in elke vorm of grootte worden gevormd en zijn volledig veilig onder bedrijfsomstandigheden.Deze specifieke batterijen kunnen ook worden gebruikt onder een breder bedrijfstemperatuurbereik.Vanwege hun constructie van alle vaste toestand kunnen dunne filmbatterijen temperaturen tot 280 graden Celsius of 586 graden Fahrenheit zonder falen staan.
Dit maakt dunne filmbatterijen vatbaar om te worden gesoldeerd, samen met andere elektronische componenten in een re-stromingsproces voor het assembleren van elektronische circuits.In dit proces worden alle componenten verwarmd tot een temperatuur waarbij soldeer doorgaans smelt en stroomt om elke component aan de printplaat te binden.Aangezien deze temperatuur ongeveer 250-280 graden Celsius, 482-586 graden Fahrenheit is, kunnen conventionele batterijen die organische vloeistofverbindingen bevatten niet overleven en daarom handmatig worden toegevoegd, nadat de montage tijd heeft gehad om af te koelen.Deze unieke functie van dunne filmbatterijen heeft ze de naam Electronics -batterij opgeleverd.
De constructie van een dunne filmbatterij is heel eenvoudig.Verschillende lagen worden afgezet door verdamping of sputtering, een methode die vaak wordt gebruikt in de industrie van de halfgeleidersindustrie.De kathode is meestal een groot oppervlak en is op de bovenkant bedekt met een laag elektrolyt waarover de anode wordt afgezet.De elektrolytische laag isoleert de gehele kathode van de anode.Een basis of substraat onderaan, en een verpakking aan de bovenkant, beschermt de batterij tegen schade.Afhankelijk van de substraat en de verpakkingsmethode kan de totale dikte van de batterij zo dun zijn als 0,35 mm tot 0,62 mm.Vanwege de batterij die in elke vorm en grootte kan worden vervaardigd, kunnen alle specifieke ruimte-, energie- en stroommogelijkheden worden gericht.
Een elektronica -batterij kan elektriciteit leveren met hoge stroomdichtheden vanwege het goede gebruik van de kathode.De huidige dichtheid, en dus de ontladingscapaciteit, zijn afhankelijk van het gebied van de kathode.Met een goede kathodegrootte kan de dunne filmbatterij een hoge energie -output hebben met een gespecificeerde afvoersnelheid.
Een praktisch voorbeeld van een dunne filmbatterij is een lithiumbatterij.De anode is metalen lithium, met een lithium kobaltoxidekathode.Deze opstelling zorgt voor oplaadbare batterijen, waarop kan worden opgeladen tot 4,2 volt, en kan herhaaldelijk worden ontladen tot 3,0 volt.De capaciteit van lithiumionbatterijen wordt uitgedrukt als de hoeveelheid stroom die de batterij in een bepaalde tijd in uren kan leveren en aangeduid met AH of MAH.De energie van dunne filmbatterijen wordt gegeven als het product van de spanning en de lading die erdoor wordt geleverd, uitgedrukt in WH of MWH.