Gedruckte Batterien sind dünn und flexibel und ermöglichen neue Anwendungen, aber ihre Herstellung ist tückisch komplex. Gunter Hübner von der Hochschule der Medien in Stuttgart bot letzte Woche auf der e-Swiss-Konferenz einige Einblicke.
Die erste Folie zeigt ein hervorragendes Benchmarking verschiedener Batteriechemien für gedruckte Batterien. Das Zink/Mangandioxid-System ist die beliebteste Option.
Wie auf Folie 2 zu sehen ist, können diese Batterien in zwei Architekturen hergestellt werden: koplanar und gestapelt. Erstere ist einfacher zu drucken und flexibler, bietet aber eine geringere Leistung.
In Folie 3 werden die Schichten einer gedruckten Stapelbatterie näher betrachtet. Wie hier zu sehen ist, erfordert selbst dieses so genannte "einfache" Gerät viele Druckschritte! Da Ag elektrochemisch nicht inert ist, wird auch eine Rußschicht gedruckt.
Die Partikel in der Anode und Kathode liegen typischerweise im Bereich von 10-50 µm und können daher nur im Siebdruckverfahren hergestellt werden. Beachten Sie, dass die Kathode in der Regel 1,5 Mal dicker ist als die Anode. Die gedruckten Batterieschichten haben in der Regel eine Dicke von 150 um und die Batterien erreichen etwa 2-6 mAh pro cm2. Außerdem ist beim Drucken eine starke Haftung der Elektroden an den Stromträgern erforderlich.
All dies zeigt, wie kompliziert es ist, auch nur eine einfache Zink/Mangan-Batterie zu drucken - es erfordert erhebliches Know-how und Lernen, das nicht über Nacht erreicht werden kann!
Die letzte Folie zeigt einen eleganten, cleveren Ansatz für das Drucken des Systems. Hier werden die Materialien auf eine ebene Platte gedruckt und dann gefaltet, um den kompletten Batteriestapel zu erstellen.
Diese Technologie wird jetzt von der VARTA AG kommerzialisiert. Sie hat auch kommerzielle Aufträge für Anwendungen wie die Nachverfolgung von Artikeln in der chemischen Industrie.
Wenn Sie mehr über gedruckte Batterien erfahren möchten, besuchen Sie uns am 12. und 13. Oktober 2022 in Eindhoven, Niederlande, auf der TechBlick-Messe, wo sich die Gemeinschaft der gedruckten Elektronik trifft.
www.TechBlick.com/electronicsreshaped [This is automatically translated from English]
