¿Cómo funcionan las baterías de película delgada?
El crédito por desarrollar baterías de película delgada va a un equipo de científicos liderados por el Dr. John Bates. Realizaron, durante más de una década, investigar en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge para el desarrollo de una batería de película delgada. Las baterías convencionales son voluminosas y no flexibles, lo que las hace inadecuadas para su uso donde el espacio es una restricción. Otro factor es la relación energía / peso, que es bastante baja para las baterías convencionales.
Las características que son específicas de las baterías de película delgada son la construcción de estado sólido. Se pueden formar en cualquier forma o tamaño y son completamente seguros en cualquier condición de funcionamiento. Estas baterías específicas también se pueden usar en un rango de temperatura de funcionamiento más amplio. Debido a toda su construcción de estado sólido, las baterías de película delgada pueden soportar temperaturas tan altas como 280 grados centígrados o 586 grados Fahrenheit sin falla.
Esto hace que las baterías de filmación delgada sean susceptibles junto con otros componentes electrónicos en una soldadura de soldaduraProceso para el ensamblaje de circuitos electrónicos. En este proceso, todos los componentes se calientan a una temperatura a la que la soldadura generalmente se derrite y fluye para unir cada componente a la placa de circuito impreso. Como esta temperatura es de aproximadamente 250-280 grados Celsius, 482-586 grados Fahrenheit, las baterías convencionales que contienen compuestos líquidos orgánicos no pueden sobrevivir y, por lo tanto, deben agregarse manualmente, después de que el ensamblaje ha tenido tiempo de enfriarse. Esta característica única de las baterías de película delgada les ha valido el nombre de la batería Electronics.
La construcción de una batería de película delgada es muy simple. Diferentes capas se depositan por evaporación o pulverización, un método comúnmente utilizado en la industria de fabricación de semiconductores. El cátodo suele ser una superficie grande y se cubre en la parte superior con una capa de electrolito sobre la cual se deposita el ánodo. La capa electrolítica aislada toda la CATóto del ánodo. Una base o sustrato en la parte inferior, y un embalaje en la parte superior, protege la batería de daños. Dependiendo del método de sustrato y empaque, el grosor total de la batería podría ser tan delgado como 0.35 mm a 0.62 mm. Debido a que la batería pueda fabricarse en cualquier forma y tamaño, se puede dirigir cualquier espacio específico, energía y capacidades de energía.
Una batería electrónica es capaz de entregar electricidad con altas densidades de corriente debido a la buena utilización del cátodo. La densidad de corriente y, por lo tanto, la capacidad de descarga, dependen del área del cátodo. Con un buen tamaño de cátodo, la batería de película delgada puede contar con una alta salida de energía a una velocidad de descarga especificada.
Un ejemplo práctico de una batería de película delgada es una batería de litio. El ánodo es litio metálico, con un cátodo de óxido de cobalto de litio. Esta disposición hace que las baterías recargables, en las cuales se puedan cargar hasta 4.2 voltios, y se pueden descargar a 3.0 voltios, repetidamente. La capacidad de las baterías de iones de litio se expresa como la cantidad de corriente que la batería puede entregar en un tiempo específico en horas, y denotado por AH o MAH. La energía de las baterías de película delgada se da como producto del voltaje y la carga suministrada por ella, expresada en WH o MWH.