InnovationLab und Evonik

Batterien für autonome Sensoren

19. März 2021, 10:46 Uhr   |  Heinz Arnold

Batterien für autonome Sensoren
© InnovationLab

Eine Rolle-zu-Rolle-Druckmaschine von InnovationLab am Standort in Heidelberg.

InnovationLab und Evonik ermöglichen es erstmals, Feststoffbatterien in gedruckte Sensorsysteme auf Standardanlagen kostengünstig zu integrieren.

Dazu haben InnovationLab, Experte auf dem Gebiet der gedruckten Elektronik, und der Spezialchemiekonzern Evonik eine Partnerschaft gegründet, in deren Rahmen Evonik die metallfeien druckbaren Batteriematerialien von Evonik einsetzt, um auf ihren praxiserprobten Maschinen gedruckte Sensorsysteme in hohen Stückzahlen zu fertigen. Dadurch eröffnen sich neue Anwendungsbereiche für ultradünne wiederaufladbare Batterien, die flexibler, sicherer und umweltfreundlicher sind als herkömmliche Batterien auf Metallbasis.

»Durch unsere Partnerschaft mit Evonik sind wir jetzt in der Lage, die erste vollständig druckbare wiederaufladbare Batterie in unserem Massendruckverfahren zu fertigen«, sagt Dr. Christoph Kaiser, Leiter der Abteilung Tech-2-Market bei InnovationLab. Damit bringt das Unternehmen unter dem Motto „From Lab to Fab“ die neue Technik vom Labor in die Stückzahlfertigung.

Die flexiblen gedruckten Batterien auf Basis der TAeTTOOz-Materialien von Evonik.
© InnovationLab

Die flexiblen gedruckten Batterien auf Basis der TAeTTOOz-Materialien von Evonik.

Das führt zu einer Reihe von erheblichen Vorteilen: So wird das Material von Evonik nicht während des Fertigungsverfahrens aufgeladen, sondern erst nach dem Drucken. Deshalb kann die Produktion in einer Standardanlage erfolgen und braucht keine spezielle Umgebung, was erhebliche Kosten spart. »Außerdem haben wir die einfachste Möglichkeit gefunden, eine wiederaufladbare Batterie zu entwickeln, die frei von Schadstoffen und damit umweltschonender als alle anderen Batterieplattformen ist. Diese neuen leichten und dünnen Batterien sind ebenso einfach herzustellen wie zu entsorgen«, erklärt Kaiser.

Brandgefahr gebannt

»Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien kommt mit TAeTTOOz eine völlig neue Materialtechnologie zum Einsatz, die patentierte Redox-Polymere anstelle von Metallen oder Metallverbindungen verwendet«, sagt Dr. Michael Korell, Leiter des Bereichs New Growth Area Energy Storage von Creavis, der strategischen Forschungseinheit von Evonik. Batterien, die auf Basis von TAeTTOOz hergestellt werden, kommen ohne flüssige Elektrolyten aus und können deshalb nicht auslaufen, was die Brände ausschließt. »Deshalb lassen sich mit unserem Materialsatz ultradünne, metallfreie Feststoffbatterien auf flexible Substrate drucken«, so Korell. InnovationLab kann deshalb sichere, wiederaufladbare Batterien in hoher Geschwindigkeit drucken. Weil die Batterien in sehr kleinen Bauformen hergestellt werden können, eignen sie sich für den Einsatz in Fitness-Wearables, in der medizinischen Diagnostik, in Smart Labels für Lebensmittelverpackungen, in der Lieferlogistik und für viele weitere Einsatzfälle.

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