Integrierte hochkapazitive Festkörper-Li-Ionen-Batterie

Kleinste elektronische Komponenten wie Sensorchips, Wearables oder medizinische Implantate, aber auch Geräte im Internet der Dinge benötigen eine autonome und miniaturisierte Energieversorgung. Das Projekt validiert entsprechend eine neuartige, kosteneffiziente, direkt auf einem Siliziumwafer integrierte Festkörper-Lithium-Ionen-Batterie (FKLIB). Dazu werden drei neuartige Kernkomponenten eingesetzt:

1.) eine Kupfer-Silicid-Anode (CuSi-Anode) mit dreidimensionaler Struktur, die besonders stabile Lade-/Entlade-Zyklen und im Vergleich zu herkömmlichen Mikrobatterien eine pro Fläche um das Fünffache gesteigerte Kapazität ermöglicht,

2.) ein Festkörperelektrolyt (FKE) aus einem hybriden Keramik-Polymer, das die hohe Entflammbarkeit, die Verwendung von toxischen Bestandteilen und die geringe Temperaturbeständigkeit (max. 100°C) von herkömmlichen Flüssigelektrolyten vermeidet und

3.) eine Kathode aus Lithiumeisenphosphat (LFP), die eine frühzeitige Verringerung der Speicherkapazität verhindert.

Im Ergebnis soll ein Demonstrator einer integrierten Chip-Batterie für Einsatzgebiete im Bereich integrierter Schaltkreise und Sensorsysteme, die bisher Add-On Chip-Lösungen erforderten, zur Verfügung stehen. Für eine spätere Vermarktung werden Partnerschaften mit großen Batterieherstellern oder Herstellern von Sensorsystemen angestrebt.

Quelle: https://www.validierungsfoerderung.de/validierungsprojekte/fklib (jüngster Zugriff: 21.10.2024)