Holographische Lithographie: Winziger Akku ist kleiner als eine Fingerkuppe

Kleiner als die meisten Mikrochips: Ein per holographischer Lithographie hergestellter Akku könnte künftig die Sensoren in Wearables oder medizinischen Geräten versorgen.

Artikel veröffentlicht am 12. Mai 2015, 12:16 Uhr, Marc Sauter

Der winzige Akku (Bild: University of Illinois)

Forscher der Universität von Illinois in Urbana-Champaign haben einen extrem kleinen Akku entwickelt, der unter anderem per holographischer Lithographie gefertigt wird und Mikrochips oder Sensoren mit Energie versorgen soll. Der Akku ist so klein, dass er neben Prozessoren auf dem Trägermaterial untergebracht ist und damit unabhängig von einem weiteren Akku arbeiten kann. Zudem sind neue Formfaktoren denkbar.

Hergestellt wird der winzige Akku mit einer Kombination aus klassischer, zweidimensionaler Fotolithographie und holographischer Lithographie. Hierbei wird mittels zweier Laserstrahlen eine Interferenz beider erreicht und somit die Maske belichtet. Die Form der Elektrode entstand durch Fotolithographie, ihr Inneres durch holographische Lithographie. Die Anoden bestehen aus Nickel und Zinn, die Kathoden aus Lithium und Mangandioxid.

Den Forschern zufolge misst der Lithium-Ionen-Akku vier Quadratmillimeter und ist gerade einmal zehn Mikrometer flach. Die Stromstärke beträgt bis zu 500 Milliampere, der Akku speichert 65 Mikrowattstunden pro Quadratzentimeter und liefert laut seinen Entwicklern 36 Milliwatt pro Quadratzentimeter.

Diese Energiemenge soll ausreichen, um eine handelsübliche LED 200-mal für zehn Sekunden zum Leuchten zu bringen. Nach 200 Ladezyklen soll sich die Kapazität um zwölf Prozent verringert haben.

Paul Braun, ein Professor für Materialien an der Universität von Illinois, sieht die Zukunft von per holographischer Lithographie gefertigten Akkus in Mikrosystemen oder in Kombination mit integrierten Schaltkreisen wie Controllern.