ETHZ-Forscher bauen ultra dehnbare Batterie

Prototyp der Batterie lässt sich dehnen und biegen.

Bild: ethz.com, Peter Rüegg

Forscher der ETH Zürich (ETHZ) haben eine neue, sandwichartig aufgebaute Dünnfilm-Batterie entwickelt, die sich dank ihrer weichen Materialien verdrehen, biegen sowie dehnen lässt und daher in faltbaren Elektronikgeräten der Zukunft zum Einsatz kommen soll. Kernstück ist der spezielle Elektrolyt, durch den sich die Lithium-Ionen beim Entladen oder Laden der Batterie bewegen müssen. Details wurden in "Advanced Materials" publiziert.

Stromfluss bleibt aufrecht

Der sandwichartige Aufbau der neuartigen Batterie orientiert sich an kommerziellen Akkus. Die Forscher haben aber erstmals nur flexible Bauteile verwendet, um die Batterie als Ganzes biegsam und dehnbar zu halten. "So konsequent wie wir hat bisher noch niemand ausschließlich flexible Komponenten eingesetzt, um einen Lithium-Ionen-Akku herzustellen", sagt Forschungsleiter Markus Niederberger.

Die beiden Stromsammler für die Anode und die Kathode bestehen aus einem dehnbaren Kunststoff, der elektrisch leitenden Kohlenstoff enthält. Dieser ist zugleich Außenhülle. Auf die Innenseite des Kunststoffs wurde eine dünne Schicht aus winzigen Silberflocken aufgetragen. Durch die dachziegelartige Anordnung verlieren sie den Kontakt auch dann nicht, wenn der Kunststoff stark gedehnt wird. Das garantiert die Leitfähigkeit des Stromsammlers selbst wenn er stark gestreckt wird. Verlieren die Silberflocken den Kontakt zueinander dennoch, fließt der elektrische Strom - wenn auch schwächer - durch den kohlenstoffhaltigen Kunststoff.

Pulver garantiert Kontakt

Mithilfe einer Maske haben die Wissenschaftler ein Anoden- respektive Kathoden-Pulver in einem genau begrenzten Bereich auf die Silberschicht gesprüht. Das Kathoden-Pulver enthält Lithiummanganoxid, die Anode Vanadiumoxid. Separiert durch eine Trennschicht, die einem Bilderrahmen gleicht, legten die Wissenschaftler schließlich die beiden Stromsammler mit den aufgebrachten Elektroden aufeinander und füllten die Lücke im Rahmen mit Elektrolytgel.

Quelle: www.pressetext.com/Florian Fügemann