Kleinste Batterien für mobile Geräte

Handys, Palmtops und Co werden immer kleiner und leis-tungsfähiger. Schon bald sind sie so miniaturisiert, dass sie direkt am Körper getragen oder in Geräte integriert werden. Ein Engpass ist jedoch die Energieversorgung. Deutsche Forscher arbeiten daher an zuverlässigen Mikrobatterien. Erste Ergebnisse stellen sie am 17. September auf dem Workshop „Integrierte Energieversorgung für portable Elektronik“ in Berlin vor.

Im Jahr 2006 – so erwarten Fachleute – werden fast zwei Drittel aller elektronischen Produkte tragbar sein. Damit die mobilen Geräte auch arbeiten können, brauchen sie kleine, leistungsfähige Batterien. Im Leitprojekt „Energieminimierte Systemintegration“ entwickeln Forscher neue Energieversorgungssysteme für tragbare elektronische Geräte. Ein Ergebnis des Forschungsvorhabens ist die wieder aufladbare Lithium-Polymerbatterie.

„Wir wollen uns der totalen Abhängigkeit von japanischen Firmen auf diesem Sektor entziehen“, sagt der Koordinator des Leitprojekts, Robert Hahn vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM, „heute wird nur ein sehr geringer Prozentsatz aller Lithium-Ionen-Akkus außerhalb Japans produziert.“ Die Forscher wollen eigene Entwicklungen vorantreiben – zunächst für Nischenmärkte wie beispielsweise Medizintechnik, drahtlose Überwachung oder Logistik. Die VARTA Microbattery GmbH hat in dem Projekt hochleis-tungsfähige Li-Polymerbatterien entwickelt, die international keinen Vergleich zu scheuen brauchen. Dabei sollen auch neuartige Polymersysteme zum Einsatz kommen, etwa vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC entwickelte ORMOCER®e oder Weichmacher mit sternförmiger Molekülstruktur.

Neue Möglichkeiten in der mobilen Energieversorgung eröffnet die Dickschichttechnik, bei der im Siebdruckverfahren elektronische Strukturen auf Folien aufgebracht werden. „Es wäre toll, wenn man ultradünne Batterien mit solchen, aus der Elektronikfertigung bekannten Verfahren, herstellen könnte“, meint Robert Hahn, „dann lassen sich Batterieformen kostengünstig an Kundenwünsche anpassen, und dies schon bei kleineren Stückzahlen.“ Bisher experimentierten die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe IKTS vor allem an einem auf Silberoxid und Zink basierenden Pastensystem, aus dem sich sehr dünne Batterien herstellen lassen. Diese eignen sich besonders für Produkte im Scheckkartenformat.

Die beste und kleinste Batterie nützt nichts, wenn das Gerät, das sie versorgt, nicht extrem sparsam mit der Energie umgeht. Deshalb arbeiten die Forscher auch an Verfahren zum Power-Management. Solche Systeme dürfen nur wenig Energie verbrauchen, sollen die Charakteristik der Batterie berücksichtigen und im Idealfall lernfähig sein. Der Firma Mikron gelang es, einen Chip herzustellen, der den Energieverbrauch von Handys mit einer bisher nicht erreichbaren Präzision ermitteln kann.

Das Leitprojekt wurde 1999 von den Bundesministerien für Wirtschaft und Arbeit und für Bildung und Forschung aufgelegt. In diesem 24-Millionen-Euro-Projekt mit einer Laufzeit von fünf Jahren arbeiten 16 Partner aus Industrie und Forschung zusammen. Das Vorhaben wird vom IZM koordiniert. Im Vordergrund steht neben Entwicklungsarbeiten zur Verbesserung der Energiespeicher und des Batteriemanagements die Integration in miniaturisierte Elektronikprodukte. Auf dem Workshop werden die neuesten Entwicklungen vorgestellt: Interessierte können sich bis zum 1. September 2003 anmelden.

Anmeldung: Anja Wüstenhagen, Tel. 030 – 46403-128, Anja.Wuestenhagen@izm.fraunhofer.de

Fachlicher Ansprechpartner: Dr. Robert Hahn, Tel. 030 – 46403-609, Fax -123, robert.hahn@izm.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Gustav-Meyer-Allee 25, 13355 Berlin