Что такое тонкопленочная батарея?

Тонкопленочная батарея представляет собой литий-ионную батарею толщиной всего несколько миллиметров. В тонкопленочных батареях используется процесс, аналогичный стандартному литиево-ионному аккумулятору, для обеспечения питания, но они имеют ряд преимуществ по сравнению с более крупными аккумуляторами. Помимо того, что они намного меньше, они также служат дольше, могут работать при более экстремальных температурах и могут иметь любую форму. Они были разработаны группой ученых и инженеров во главе с доктором Джоном Бейтсом из Национальной лаборатории Ок-Риджа в штате Теннесси.

Метод, используемый для изготовления батареи, которая тоньше, чем квартал США, представляет собой процесс, называемый осаждением из паровой фазы. Материалы для тонкопленочной батареи наслаиваются по одному на подложку. Если подложка является гибкой, батарея также будет гибкой. Каждый материал начинается в виде пара, который затем конденсируется с образованием тонкого твердого покрытия на подложке. Подложка необходима для разделения анода и катода в аккумуляторе.

Анод - это точка контакта на батарее, через которую течет ток. Катод - это точка, из которой он вытекает. Все типы ионно-литиевых батарей, в том числе тонкопленочные, работают, когда ион лития движется от анода к катоду через твердый электролит. Электролит - это любой материал, который проводит электричество. В тонкопленочной батарее электролит часто представляет собой гибкий полимер.

Как и все литий-ионные аккумуляторы, тонкопленочные аккумуляторы являются перезаряжаемыми. Литий-ионные аккумуляторы широко распространены в бытовой электронике, такой как сотовые телефоны и ноутбуки. Так как тонкопленочная батарея настолько мала, электронное устройство, на которое она может работать, также может быть небольшим. Это учитывает электронику, которая меньше и легче, чем те, которые питаются от стандартных литий-ионных батарей.

Помимо своего размера, тонкопленочная батарея имеет ряд других преимуществ по сравнению со стандартной литий-ионной батареей. Он имеет лучшее соотношение энергии к весу. Стоимость батареи не увеличивается с уменьшением размера. Тонкопленочные батареи также могут работать при экстремальных температурах, которые могут повредить стандартные литий-ионные батареи.

Тонкопленочная батарея имеет более длительный срок службы, чем стандартная литий-ионная батарея. Жизненный цикл батареи - это количество раз, которое она может быть заряжена, а затем полностью разряжена, прежде чем ее энергетическая емкость упадет ниже 80 процентов от первоначальной емкости. Эта потеря энергии происходит из-за того, что материалы в батарее разрушаются очень медленно при прохождении через них электричества.