Hvordan fungerer tynne filmbatterier?

Kreditt for å utvikle tynnfilmbatterier går til et team av forskere som leder av Dr. John Bates.De gjennomførte, i over et tiår, forskning ved Oak Ridge National Laboratory for utvikling av et tynt filmbatteri.Konvensjonelle batterier er klumpete og ikke-fleksible, noe som gjør dem uegnet til bruk der plass er en begrensning.En annen faktor er forholdet mellom energi og vekt, som er ganske lavt for konvensjonelle batterier.

Funksjoner som er spesifikke for de tynne filmbatteriene, er den alle solidstatlige konstruksjonen.De kan dannes i hvilken som helst form eller størrelse og er helt trygge under driftsforhold.Disse spesifikke batteriene kan også brukes under et bredere driftstemperaturområde.På grunn av deres alle solidstatlige konstruksjoner, kan tynnfilmbatterier stå temperaturer så høye som 280 grader centigrade eller 586 grader Fahrenheit uten svikt.

Dette gjør at tynnfilmbatterier kan være loddet sammen med andre elektroniske komponenter i en lodde-strømningsprosess for montering av elektroniske kretsløp.I denne prosessen blir alle komponentene oppvarmet til en temperatur der lodding typisk smelter og strømmer for å binde hver komponent til det trykte kretskortet.Siden denne temperaturen er omtrent 250-280 grader Celsius, 482-586 grader Fahrenheit, er konvensjonelle batterier som inneholder organiske væskeforbindelser ikke i stand til å overleve, og derfor må tilsettes manuelt, etter at enheten har hatt tid til å kjøle seg ned.Denne unike egenskapen til tynne filmbatterier har tjent dem navnet elektronikkbatteri.

Konstruksjonen av et tynnfilmbatteri er veldig enkel.Ulike lag blir avsatt ved fordampning eller sputtering, en metode som vanligvis brukes i halvlederproduksjonsindustrien.Katoden er vanligvis en stor overflate og er dekket på toppen med et lag med elektrolytt som anoden blir avsatt over.Det elektrolytiske laget isolerer hele katoden fra anoden.En base eller underlag i bunnen, og en emballasje på toppen, beskytter batteriet mot skade.Avhengig av underlaget og emballasjemetoden, kan den totale tykkelsen på batteriet være så tynt som 0,35 mm til 0,62 mm.På grunn av at batteriet kan produseres i hvilken som helst form og størrelse, kan alle spesifikke rom-, energi- og kraftfunksjoner målrettes.

Et elektronikkbatteri er i stand til å levere strøm med høye strømtettheter på grunn av den gode katodeutnyttelsen.Strømtettheten, og dermed utladningskapasiteten, er avhengig av katoden.Med en god katodestørrelse kan tynnfilmbatteriet skilte med en høy energiutgang med en spesifisert utladningshastighet.

Et praktisk eksempel på et tynnfilmbatteri er et litiumbatteri.Anoden er metallisk litium, med en litiumkoboltoksydkatode.Dette arrangementet sørger for oppladbare batterier, som kan lades opp til 4,2 volt, og kan slippes ut til 3,0 volt, gjentatte ganger.Kapasiteten til litiumionbatterier er uttrykt som mengden strøm som batteriet kan levere i en spesifikk tid i timer, og betegnet med AH eller MAH.Energien til tynne filmbatterier er gitt som produktet av spenningen og ladningen som leveres av den, uttrykt i WH eller MWH.