Hur fungerar tunna filmbatterier?

Krediten för att utveckla tunna filmbatterier går till ett team av forskare som leds av Dr. John Bates.De genomförde, i över ett decennium, forskning vid Oak Ridge National Laboratory för utveckling av ett tunt filmbatteri.Konventionella batterier är skrymmande och icke-flexibla, vilket gör dem olämpliga för användning där utrymme är en begränsning.En annan faktor är energi -till -viktförhållandet, som är ganska lågt för konventionella batterier.

Funktioner som är specifika för de tunna filmbatterierna är konstkonstruktionen helt fasta tillstånd.De kan bildas i valfri form eller storlek och är helt säkra under alla driftsförhållanden.Dessa specifika batterier kan också användas under ett bredare driftstemperaturområde.På grund av deras helt fasta tillståndskonstruktion kan tunna filmbatterier stå temperaturer så höga som 280 grader Centigrade eller 586 grader Fahrenheit utan fel.

Detta gör tunna filmbatterier som kan lödas tillsammans med andra elektroniska komponenter i en löd-omflödesprocess för montering av elektroniska kretsar.I denna process upphettas alla komponenter till en temperatur där lödning vanligtvis smälter och flyter för att binda varje komponent till det tryckta kretskortet.Eftersom denna temperatur är cirka 250-280 grader Celsius, 482-586 grader Fahrenheit, kan konventionella batterier som innehåller organiska flytande föreningar inte överleva och därför måste läggas manuellt, efter att montering har haft tid att svalna.Denna unika egenskap hos tunna filmbatterier har fått dem namnet Electronics Battery.

Konstruktionen av ett tunt filmbatteri är mycket enkel.Olika lager deponeras genom förångning eller sputtering, en metod som vanligtvis används i halvledarindustrin.Katoden är vanligtvis en stor yta och är täckt på toppen med ett lager elektrolyt över vilket anoden avsätts.Det elektrolytiska skiktet isolerar hela katoden från anoden.En bas eller underlag i botten och en förpackning på toppen skyddar batteriet från skador.Beroende på underlags- och förpackningsmetoden kan batteriets totala tjocklek vara så tunn som 0,35 mm till 0,62 mm.På grund av att batteriet kan tillverkas i valfri form och storlek kan alla specifika utrymmen, energi- och kraftfunktioner riktas.

Ett elektronikbatteri kan leverera elektricitet med hög strömtäthet på grund av det goda katodanvändningen.Strömdensiteten, och därmed, urladdningskapaciteten, är beroende av katodens yta.Med en bra katodstorlek kan det tunna filmbatteriet skryta med en hög energiutgång med en specifik urladdningshastighet.

Ett praktiskt exempel på ett tunt filmbatteri är ett litiumbatteri.Anoden är metallisk litium, med en litiumkoboltoxidkatod.Detta arrangemang skapar laddningsbara batterier, på vilka kan laddas upp till 4,2 volt, och kan släppas ner till 3,0 volt, upprepade gånger.Kapaciteten för litiumjonbatterier uttrycks som mängden ström som batteriet kan leverera under en viss tid på timmar och betecknas av AH eller MAH.Energin i tunna filmbatterier ges som produkten av spänningen och laddningen som tillhandahålls av den, uttryckt i WH eller MWH.