顾名思义，薄膜可充电锂离子电池是一种以插层锂化合物为电极材料，构建成更薄、更轻、更致密的固态锂聚合物层的二次电池。这种电池是传统锂离子聚合物电池（又名锂聚合物）的变体。它的不同之处在于它是由总厚度从纳米到微米的更薄材料制成。封装好的薄膜锂电池厚度仅为几毫米左右。锂聚合物电池通常有“包装”和“袋”包装，因此尺寸可达几厘米。

薄膜电池背后的技术

薄膜锂电池由基板、电解质、集流体、阳极、阴极和隔膜组成。您会注意到，与传统的锂离子电池相比，存在基板和集流体的存在。

基板是陶瓷材料的薄层，在沉积过程中充当基础层。集电器是一片薄金属片，用作电极和电池外部电路之间的导电路径。这两种新组件用作生产薄膜电池的初始层。这种生产工艺被称为 薄膜印刷技术，是一种先进的化学物理工艺，常用于光学和半导体器件的制造。

薄膜锂电池沉积

以下是薄膜印刷在锂离子电池中的基本工作原理。这称为“沉积”，即打印薄膜层的逐步过程。薄膜锂电池中沉积组件的典型顺序如下：基板 - 正极集流体 - 正极 - 电解质 - 阳极 - 负极集流体 - 保护涂层。然而，值得注意的是，这种顺序可能会根据所使用的印刷技术方法而改变。

集电器沉积在基板顶部，通常由银纳米线和碳纳米管（CNT）制成。阴极材料的沉积可以通过多种方法完成，其中最常见的是脉冲激光沉积（PLD）和化学气相沉积（CVD）。薄膜锂离子电池中使用的电解质材料是基于固体聚合物的，并通过磁控溅射工艺沉积在阴极材料上。固体聚合物电解质的优点之一是它们既可以充当电解质又可以充当隔膜。

薄膜电池的科学进步

近年来，实现薄膜电池更长的循环寿命和更好的能量密度一直是许多科学家关注的焦点。2000年初，柔性薄膜电池被推向市场。2014 年，一种用于柔性电子设备的能源装置的发现 引发了电池行业的创新。在下一篇文章中，我们将讨论聚合物技术和纳米技术，这两项正在不断改进薄膜电池的重要科学突破。