Como as baterias de filme fino funcionam?
O crédito pelo desenvolvimento de baterias de filmes finos vai para uma equipe de cientistas liderada pelo Dr. John Bates. Eles realizaram, por mais de uma década, pesquisas no Laboratório Nacional de Oak Ridge para o desenvolvimento de uma bateria de filmes finos. As baterias convencionais são volumosas e não flexíveis, tornando-as inadequadas para uso onde o espaço é uma restrição. Outro fator é a proporção de energia / peso, que é bastante baixa para as baterias convencionais.
Recursos específicos para as baterias finas são a construção de estado sólido. Eles podem ser formados de qualquer forma ou tamanho e são completamente seguros em quaisquer condições operacionais. Essas baterias específicas também podem ser usadas sob uma faixa de temperatura operacional mais ampla. Devido à sua construção de estado sólido, as baterias de filme fino podem suportar temperaturas de até 280 graus centígrados ou 586 graus Fahrenheit sem falha.
Isso torna as baterias de filme fino passíveis de soldadas junto com outros componentes eletrônicos em um re-fluxo de soldaProcesso para montagem de circuitos eletrônicos. Nesse processo, todos os componentes são aquecidos a uma temperatura na qual a solda normalmente derrete e flui para unir cada componente à placa de circuito impresso. Como essa temperatura é de cerca de 250-280 graus Celsius, 482-586 graus Fahrenheit, as baterias convencionais contendo compostos líquidos orgânicos são incapazes de sobreviver e, portanto, precisam ser adicionados manualmente, depois que a assembléia teve tempo para esfriar. Esse recurso exclusivo das baterias de filmes finos ganhou o nome de bateria eletrônica.
A construção de uma bateria de filme fina é muito simples. Diferentes camadas são depositadas por evaporação ou pulverização, um método comumente usado na indústria de fabricação de semicondutores. O cátodo é geralmente uma superfície grande e é coberto na parte superior com uma camada de eletrólito sobre o qual o ânodo é depositado. A camada eletrolítica isola todo o CAThode do ânodo. Uma base ou substrato na parte inferior e uma embalagem na parte superior protege a bateria contra danos. Dependendo do método do substrato e da embalagem, a espessura total da bateria pode ser tão fina quanto 0,35 mm a 0,62 mm. Por causa da bateria poder ser fabricada em qualquer forma e tamanho, qualquer espaço específico, energia e capacidade de energia pode ser direcionado.
Uma bateria eletrônica é capaz de fornecer eletricidade com altas densidades de corrente devido à boa utilização do cátodo. A densidade de corrente e, portanto, a capacidade de descarga, depende da área do cátodo. Com um bom tamanho de cátodo, a bateria de filme fino pode possuir uma saída de alta energia a uma taxa de descarga especificada.
Um exemplo prático de uma bateria de filme fino é uma bateria de lítio. O ânodo é o lítio metálico, com um cátodo de óxido de cobalto de lítio. Esse arranjo cria baterias recarregáveis, nas quais podem ser carregadas até 4,2 volts e podem ser descarregadas para 3.0 volts, repetidamente. A capacidade das baterias de íons de lítio é expressa como a quantidade de corrente que a bateria pode oferecer em um tempo especificada em horas e indicada por AH ou MAH. A energia das baterias de filme fino é dada como o produto da tensão e a carga fornecida por ela, expressa em WH ou MWH.