Cos'è una batteria a film sottile?

Una batteria a pellicola sottile è una forma di batteria a ioni di litio che può essere piccola di alcuni millimetri di spessore. Le batterie a film sottile usano un processo simile a quello di una batteria a ioni di litio standard per fornire energia, ma hanno diversi vantaggi rispetto alla batteria più grande. Oltre ad essere molto più piccoli, durano anche più a lungo, possono funzionare a temperature più estreme e possono essere formati in qualsiasi forma. Sono stati sviluppati da un team di scienziati e ingegneri guidati dal Dr. John Bates al Oak Ridge National Laboratory nel Tennessee.

Il metodo utilizzato per rendere una batteria più sottile di un quartiere degli Stati Uniti è un processo chiamato deposizione fisica vapore. I materiali per la batteria a pellicola sottile sono stratificati uno alla volta su un substrato. Se il substrato è flessibile, anche la batteria sarà flessibile. Ogni materiale inizia come un vapore, che viene quindi condensato per formare un rivestimento sottile e solido sul substrato. Il substrato è necessario per separare l'anodo e il catodo nella batteria.

Un anodo è il punto di contatto sulla batteria in cui scorre la corrente. Il catodo è il punto da cui fuoriesce. Tutti i tipi di batterie a ioni di litio, inclusa la batteria a film sottile, funzionano quando uno ione di litio si sposta dall'anodo al catodo attraverso un elettrolita solido. Un elettrolita è qualsiasi materiale che conduce elettricità. In una batteria a film sottile, l'elettrolita è spesso un polimero flessibile.

Come tutte le batterie a ioni di litio, le batterie a film sottile sono ricaricabili. Le batterie a ioni di litio sono comuni nell'elettronica di consumo come telefoni cellulari e laptop. Poiché una batteria a film sottile è così piccola, anche il dispositivo elettronico che alimenta può essere piccolo. Ciò consente l'elettronica più piccola e più leggera di quelle alimentate con batterie a ioni di litio standard.

Oltre alle sue dimensioni, la batteria a film sottile presenta molti altri vantaggi rispetto a una batteria a ioni di litio standard. Ha una migliore energicaRapporto Gy-a-peso. Il costo della batteria non aumenta quando la dimensione diminuisce. Le batterie a film sottile possono anche funzionare a temperature estreme che danneggerebbero batterie a ioni di litio standard.

Una batteria a pellicola sottile ha una durata di ciclo più lunga di una batteria a ioni di litio standard. Il ciclo di vita di una batteria è il numero di volte in cui può essere caricato e quindi completamente dimesso prima che la sua capacità energetica scenda al di sotto dell'80 % della capacità originale. Questa perdita di energia avviene perché i materiali nella batteria si rompono molto lentamente mentre l'elettricità si muove attraverso di essi.