薄さと柔軟性で新用途を開拓するプリント電池だが、その製造は意外と難しい. グンター・ヒュブナー から シュトゥットガルト・メディア・ユニバーシティ は、先週のe-Swissカンファレンスで、ある洞察を述べています。
最初のスライドは、プリント電池の様々な電池化学の優れたベンチマークを示したものです。亜鉛/二酸化マンガン系が最も一般的な選択肢です。
スライド2に示すように、これらの電池は、コプレーナー型とスタック型の2つのアーキテクチャで製造することができることがわかります。前者は印刷が簡単で柔軟性が高いのですが、性能は低くなります。
スライド3では、積層型電池の各層を詳しく見ています。このように、いわゆる「シンプルな」デバイスであっても、多くの印刷工程を経ています。銀は電気化学的に不活性ではないので、カーボンブラックの層も印刷されています。
負極と正極の粒子は通常10～50μmの範囲であるため、スクリーン印刷しかできない。なお、正極は負極の1.5倍の厚みがあるのが一般的だ。印刷された電池層は通常150umの厚みがあり、電池は1cm2あたり2〜6mAhの範囲で達成される。さらに、電池の印刷には、電極とキャリアとの強固な接着が不可欠である。
これらのことから、単純な亜鉛マンガン電池を印刷することがいかに複雑であるかということがわかります。
最後のスライドは、このシステムを印刷するためのエレガントで巧妙なアプローチです。ここでは、材料を平面のシートに印刷し、それを折り曲げて電池スタックを作っています。
この技術は、現在、以下の会社によって商品化されています。 VARTA AG . また、化学工業の物品追跡などの用途で、商業的な受注もある。
2022年10月12日、13日にオランダのアイントホーフェンで開催されるTechBlickショーに参加し、プリンテッドエレクトロニクスコミュニティに参加します。
www.TechBlick.com/electronicsreshaped [This is automatically translated from English]
