Lithium-Ionen-Akku: Druck dir deine Energieversorgung
Forscher aus Südkorea haben einen elastischen Lithium-Ionen-Akku entwickelt, der auf verschiedene Trägermaterialien gedruckt werden kann. Das eröffnet neue Möglichkeiten für das Design von mobilen Geräten oder Wearables.
Damit der Akku gedruckt werden kann, benötigt er ein festes Elektrolyt. Das haben die Forscher um Sang-Young Lee vom Ulsan National Institute of Science & Technology (Unist) vor einiger Zeit vorgestellt. Es besteht aus Aluminiumoxid-Nanoteilchen, Lithium und Polymeren und wird mit ultraviolettem (UV) Licht ausgehärtet.
Tinte härtet unter UV-Licht
Damit sie die Akkus drucken können, haben die Forscher zuerst Tinten hergestellt, indem sie das Elektrodenmaterial wiederum mit einem Polymer mischen, das unter UV-Licht aushärtet. Dann wird zunächst die Anode gedruckt, indem die Tinte mit einem Rakel(öffnet im neuen Fenster) durch eine Schablone auf das Trägermaterial aufgebracht und anschließend mit UV-Licht bestrahlt wird. Danach wird das Elektrolyt in gleicher Weise auf die Anode gedruckt. Zum Schluss folgt die Kathode - fertig ist der Akku.
Die gedruckten Akkus hätten nach 30 Ladezyklen noch etwa 90 Prozent ihrer Kapazität gehabt, sagen die Forscher. Zudem sei ihre Leistung größer als die konventioneller Lithium-Ionen-Akkus.
Der Akku ist gewölbt und herzförmig
"Alle Akkukomponenten, Kathode, Anode und Elektrolyt, können auf beliebige Objekte mit komplexer Geometrie gedruckt werden, was eine nahtlose Integration von anpassungsfähigen Festkörper-Akkus mit verschiedenen Formen in komplex geformte Objekte ermöglicht" , sagt Lee(öffnet im neuen Fenster) . So hätten die Forscher etwa einen Akku auf das Gestell einer Brille aus Papier gedruckt oder einen herzförmigen Akku auf die gewölbte Wand einer Glastasse.
Lee glaubt, dass gedruckte Akkus vor allem in Wearables, also in Elektronik, die am Körper getragen wird oder in Kleidung integriert ist, sowie in Anwendungen des Internets der Dinge eingesetzt werden können. Da sie der Form des Trägers angepasst werden könnten, brauche das Gerät kein Fach für den Akku mehr.
Die Forscher beschreiben ihre Entwicklung in der Fachzeitschrift Nanoletters(öffnet im neuen Fenster) .