박막 배터리는 어떻게 작동합니까?

박막 배터리 개발에 대한 대가는 John Bates 박사가 이끄는 과학자 팀에 있습니다. 그들은 10 년 넘게 Oak Ridge National Laboratory에서 박막 배터리 개발을위한 연구를 수행했습니다. 기존 배터리는 부피가 크고 유연하지 않아 공간이 제약적인 곳에서는 사용하기에 부적합합니다. 또 다른 요인은 에너지 대 무게 비율이며, 이는 기존 배터리의 경우 상당히 낮습니다.

박막 배터리에 고유 한 기능은 모든 솔리드 스테이트 구조입니다. 그들은 어떤 모양이나 크기로도 형성 될 수 있으며 어떤 작동 조건에서도 완벽하게 안전합니다. 이 특정 배터리는 더 넓은 작동 온도 범위에서도 사용할 수 있습니다. 모든 고체 구조로 인해 박막 배터리는 280도 또는 화씨 586도까지 견딜 수 있습니다.

이는 전자 회로의 조립을위한 솔더 리플 로우 프로세스에서 박막 배터리를 다른 전자 부품과 함께 납땜 할 수있게한다. 이 공정에서, 모든 구성 요소는 전형적으로 땜납이 용융되고 유동하여 각 구성 요소를 인쇄 회로 기판에 접합시키는 온도로 가열된다. 이 온도는 섭씨 250-280도, 화씨 482-586도이므로 유기 액체 화합물을 함유 한 기존 배터리는 생존 할 수 없으므로 조립이 냉각 된 후 수동으로 추가해야합니다. 박막 배터리의이 독특한 기능은 전자 배터리라는 이름을 얻었습니다.

박막 배터리의 구성은 매우 간단합니다. 반도체 제조 산업에서 일반적으로 사용되는 방법 인 증발 또는 스퍼터링에 의해 상이한 층이 증착된다. 캐소드는 일반적으로 큰 표면이고 애노드가 증착되는 전해질 층으로 상부에 덮여있다. 전해 층은 전체 캐소드를 애노드로부터 격리시킨다. 밑면에있는 바닥 또는 인쇄물과 상단에있는 포장재는 배터리의 손상을 방지합니다. 기판 및 패키징 방법에 따라, 배터리의 총 두께는 0.35 mm 내지 0.62 mm만큼 얇을 수있다. 어떤 모양과 크기로도 배터리를 제조 할 수 있기 때문에 특정 공간, 에너지 및 전력 기능을 대상으로 할 수 있습니다.

전자 배터리는 우수한 캐소드 활용으로 인해 높은 전류 밀도로 전기를 공급할 수 있습니다. 전류 밀도, 및 따라서 방전 용량은 캐소드의 면적에 의존한다. 양호한 캐소드 크기로, 박막 배터리는 특정 방전 속도로 높은 에너지 출력을 자랑 할 수있다.

박막 배터리의 실제 예는 리튬 배터리이다. 양극은 리튬 코발트 산화물 음극을 갖는 금속 리튬이다. 이 배열은 충전식 배터리를 만들며,이 배터리는 최대 4.2V까지 충전 할 수 있으며 3.0V까지 반복적으로 방전 할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리의 용량은 배터리가 지정된 시간에 시간 단위로 전달할 수있는 전류량으로 표시되며 AH 또는 mAH로 표시됩니다. 박막 배터리의 에너지는 WH 또는 mWH로 표시되는 전압과 배터리에서 공급되는 전하의 곱으로 제공됩니다.