薄膜バッテリーとは？

薄膜電池は、数ミリメートルの厚さの小さなリチウムイオン電池です。 薄膜電池は、標準のリチウムイオン電池と同様のプロセスを使用して電力を供給しますが、大型の電池よりもいくつかの利点があります。 はるかに小さいことに加えて、それらは長持ちし、より極端な温度下で動作でき、任意の形状に形成できます。 それらは、テネシー州のオークリッジ国立研究所のジョン・ベイツ博士が率いる科学者とエンジニアのチームによって開発されました。

米国の四半期よりも薄いバッテリーの製造に使用される方法は、物理蒸着と呼ばれるプロセスです。 薄膜電池の材料は、基板上に一度に1層ずつ重ねられます。 基板が柔軟な場合、バッテリーも柔軟になります。 各材料は蒸気として始まり、それが凝縮して基板上に薄い固体コーティングを形成します。 基板は、バッテリーのアノードとカソードを分離するために必要です。

アノードは、電流が流れるバッテリーの接点です。 カソードは、そこから流出するポイントです。 薄膜電池を含むすべてのタイプのリチウムイオン電池は、リチウムイオンが固体電解質を介してアノードからカソードに移動するときに機能します。 電解質は、電気を伝導する材料です。 薄膜電池では、電解質はしばしば柔軟なポリマーです。

すべてのリチウムイオン電池と同様に、薄膜電池は充電式です。 リチウムイオン電池は、携帯電話やラップトップなどの家電製品で一般的です。 薄膜電池は非常に小さいため、電力を供給する電子デバイスも小さくなります。 これにより、標準のリチウムイオン電池を使用して駆動するものよりも小型で軽量の電子機器が可能になります。

サイズのほかに、薄膜電池には標準のリチウムイオン電池と比べていくつかの利点があります。 エネルギー対重量比が優れています。 バッテリーのコストは、サイズが小さくなっても増加しません。 薄膜電池は、標準のリチウムイオン電池を損傷するような極端な温度でも機能します。

薄膜電池のサイクル寿命は、標準のリチウムイオン電池よりも長くなっています。 バッテリーのライフサイクルとは、エネルギー容量が元の容量の80％を下回るまでに充電してから完全に放電できる回数です。 この電力の損失は、電気が流れるとバッテリー内の材料が非常にゆっくりと分解するために発生します。