Co je tenká filmová baterie?

Tenkovrstvá baterie je forma lithium-iontové baterie, která může být tlustá až několik milimetrů. Tenkovrstvé baterie používají k zajištění energie podobný proces jako standardní lithium-iontová baterie, ale mají oproti předcházejícím bateriím několik výhod. Kromě toho, že jsou mnohem menší, také vydrží déle, mohou pracovat za extrémnějších teplot a mohou být tvarovány do jakéhokoli tvaru. Byly vyvinuty týmem vědců a inženýrů vedených Dr. Johnem Batesem v Oak Ridge National Laboratory v Tennessee.

Metoda použitá pro výrobu baterie, která je tenčí než čtvrtina Spojených států, je proces nazývaný fyzikální depozice par. Materiály pro tenkovrstvou baterii jsou vrstveny po jednom na substrát. Pokud je podklad pružný, bude také flexibilní. Každý materiál začíná jako pára, která je pak kondenzována za vzniku tenkého pevného povlaku na substrátu. Substrát je nezbytný k oddělení anody a katody v baterii.

Anoda je kontaktní bod na baterii, do které proud teče. Katoda je bod, ze kterého vyteká. Všechny typy lithium-iontových baterií, včetně tenkovrstvých baterií, fungují, když se lithiový iont pohybuje z anody do katody přes pevný elektrolyt. Elektrolyt je jakýkoli materiál, který vede elektřinu. V tenkovrstvé baterii je elektrolyt často pružným polymerem.

Stejně jako všechny lithium-iontové baterie jsou i tenkovrstvé baterie dobíjitelné. Lithium-iontové baterie jsou běžné ve spotřební elektronice, jako jsou mobilní telefony a notebooky. Protože je baterie tenkého filmu tak malá, elektronické zařízení, které dokáže napájet, může být také malé. To umožňuje elektroniku, která je menší a lehčí než elektronika napájená pomocí standardních lithium-iontových baterií.

Tenká fólie má kromě své velikosti oproti standardní lithium-iontové baterii i několik dalších výhod. Má lepší poměr energie k hmotnosti. Náklady na baterii se nezvyšují se zmenšující se velikostí. Tenkovrstvé baterie mohou také fungovat při extrémních teplotách, které by poškodily standardní lithium-iontové baterie.

Tenkovrstvá baterie má delší životnost než standardní lithium-iontová baterie. Životnost baterie je počet dob ​​nabití a úplného vybití, než její energetická kapacita klesne pod 80 procent původní kapacity. K této ztrátě energie dochází, protože materiály v baterii se rozkládají velmi pomalu, jak se jimi elektřina pohybuje.