Co to jest bateria cienkowarstwowa?

Bateria cienkowarstwowa jest formą baterii litowo-jonowej, która może mieć nawet kilka milimetrów grubości. Baterie cienkowarstwowe wykorzystują proces podobny do standardowego akumulatora litowo-jonowego, aby zapewnić moc, ale mają kilka zalet w porównaniu z większą baterią. Oprócz tego, że są znacznie mniejsze, wytrzymują dłużej, mogą działać w bardziej ekstremalnych temperaturach i mogą być formowane w dowolny kształt. Zostały one opracowane przez zespół naukowców i inżynierów kierowany przez dr Johna Batesa z Oak Ridge National Laboratory w Tennessee.

Metodą stosowaną do wytwarzania baterii cieńszej niż dzielnica Stanów Zjednoczonych jest proces nazywany fizycznym osadzaniem z fazy gazowej. Materiały na cienkowarstwową baterię układa się pojedynczo na podłożu. Jeśli podłoże jest elastyczne, akumulator również będzie elastyczny. Każdy materiał zaczyna się jako para, która jest następnie kondensowana, tworząc cienką, stałą powłokę na podłożu. Podłoże jest konieczne do oddzielenia anody i katody w akumulatorze.

Anoda to punkt styku baterii, do którego przepływa prąd. Katoda jest punktem, z którego wypływa. Wszystkie typy akumulatorów litowo-jonowych, w tym akumulator cienkowarstwowy, działają, gdy jon litowy przemieszcza się od anody do katody przez stały elektrolit. Elektrolit to każdy materiał przewodzący prąd. W cienkowarstwowej baterii elektrolit jest często elastycznym polimerem.

Podobnie jak wszystkie akumulatory litowo-jonowe, akumulatory cienkowarstwowe można ładować. Baterie litowo-jonowe są powszechne w elektronice użytkowej, takiej jak telefony komórkowe i laptopy. Ponieważ cienkowarstwowa bateria jest tak mała, urządzenie elektroniczne, które zasila, może być również małe. Pozwala to na zastosowanie elektroniki mniejszej i lżejszej niż zasilana standardowymi bateriami litowo-jonowymi.

Oprócz swoich rozmiarów cienkowarstwowa bateria ma kilka innych zalet w porównaniu ze standardową baterią litowo-jonową. Ma lepszy stosunek energii do masy. Koszt akumulatora nie rośnie wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru. Baterie cienkowarstwowe mogą również działać w ekstremalnych temperaturach, które mogłyby uszkodzić standardowe baterie litowo-jonowe.

Bateria cienkowarstwowa ma dłuższy cykl życia niż standardowa bateria litowo-jonowa. Cykl życia baterii to liczba razy, kiedy można ją naładować, a następnie całkowicie rozładować, zanim jej pojemność energetyczna spadnie poniżej 80 procent pierwotnej pojemności. Ta utrata mocy ma miejsce, ponieważ materiały w akumulatorze rozkładają się bardzo powoli, gdy przepływa przez nie prąd.