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Batterie a film sottile

È stato messo a punto un nuovo tipo di batterie, innovative soprattutto sotto il profilo delle dimensioni, ma anche delle possibilità di impiego. Realizzate utilizzando la tecnologia a film sottile, le microbatterie possono essere integrate in oggetti sottili e di piccole dimensioni come le smart card o le etichette elettroniche.

Energia

Una comune batteria è costituita da una serie di celle elettrochimiche disposte in serie, per fornire una tensione totale più elevata, oppure in parallelo, per una maggiore capacità. Ogni singola cella è formata da due elettrodi (solitamente in metallo) separati da un elettrolita. Per ottenere una microbatteria è necessario ridurre le dimensioni della cella elettrochimica nell'ordine dei micrometri, operazione che può essere compiuta ricorrendo alle tecnologie a film sottile. Queste nuove microbatterie allo stato solido, le cui celle hanno uno spessore di soli 10 micrometri, sono composte da un anodo in ossisolfuro di titanio, da un elettrolita amorfo a base di borato di litio e da un catodo al litio. Tutti e tre questi componenti si presentano sotto forma di film sottili, disposti l'uno sull'altro. La deposizione dei film avviene mediante sputtering (o spruzzamento catodico) ed evaporazione termica. La microbatteria così realizzata è in grado di fornire una potenza pari a 100-200 microampere per centimetro quadrato ed una tensione media di 2,3 volt. I titolari del brevetto stanno attualmente sviluppando nuovi materiali per l'elettrolita e l'anodo, al fine di migliorare ulteriormente le prestazioni della batteria. Per proteggere la microbatteria dall'aria e dall'umidità, mantenendone nel contempo quanto più ridotto possibile lo spessore, è necessario incapsularla in una barriera di protezione ermetica. A tal fine viene utilizzato un film sottile di vetro a base di fosfato di ferro depositato sulla batteria mediante spruzzamento. Oltre a ciò è stata messa a punto una macchina in grado di produrre 500 microbatterie alla settimana. Queste microsorgenti di alimentazione possono essere inserite in oggetti sottili e di piccole dimensioni come i tag, le etichette elettroniche da scaffale o le smart card. I titolari del brevetto sono alla ricerca di partner per la commercializzazione di questo prodotto utile ed innovativo.

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