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Mikrobatterien für mobile Geräte in der Entwicklung

Deutschland will Vormachtstellung Japans brechen

Gerade für mobile Geräte wie Handys, PDAs und ähnliches ist die langanhaltende und stabile Energieversorgung ein wichtiges Thema. Dazu wurde 1999 ein deutsches Leitprojekt von den Bundesministerien für Wirtschaft und Arbeit und für Bildung und Forschung aufgelegt. In diesem 24-Millionen-Euro-Projekt mit einer Laufzeit von 5 Jahren arbeiten 16 Partner aus Industrie und Forschung zusammen.

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Im Vordergrund steht neben Entwicklungsarbeiten zur Verbesserung der Energiespeicher und des Batterie-Managements die Integration in miniaturisierte Elektronikprodukte. Im Leitprojekt "Energieminimierte Systemintegration" entwickeln Forscher neue Energieversorgungssysteme für tragbare elektronische Geräte. Ein Ergebnis des Forschungsvorhabens ist die wieder aufladbare Lithium-Polymer-Batterie. "Wir wollen uns der totalen Abhängigkeit von japanischen Firmen auf diesem Sektor entziehen", so der Koordinator, Robert Hahn vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM, zu den Motiven. "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 hochleistungsfähige Lithium-Polymer-Batterien entwickelt. Dabei sollen auch neuartige Polymersysteme zum Einsatz kommen, etwa vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC entwickelte ORMOCER oder Weichmacher mit sternförmiger Molekülstruktur.

Neue Möglichkeiten in der mobilen Energieversorgung eröffnet zudem 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, dann lassen sich Batterieformen kostengünstig an Kundenwünsche anpassen und dies schon bei kleineren Stückzahlen", meint Robert Hahn. 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.

Erste Ergebnisse stellt das Projekt am 17. September 2003 auf dem Workshop "Integrierte Energieversorgung für portable Elektronik" in Berlin vor. Die Veranstaltung findet in den Räumen der TU-Berlin im Gebäude 17a, Treppe 5 im 2. Obergeschoss statt.


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