Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Druckverfahren zur Herstellung elektrochemischer Energiespeicher

 
: Willert, A.; Geyer, U.; Kreutzer, A.; Baumann, R.R.

Verband der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik -VDE-; Bundesministerium für Bildung und Forschung -BMBF-, Deutschland; VDI/VDE Innovation+Technik, Berlin:
MikroSystemTechnik Kongress 2009. Proceedings. CD-ROM : 12. - 14. Oktober 2009, Berlin
Berlin: VDE-Verlag, 2009
ISBN: 978-3-8007-3183-1
4 S.
MikroSystemTechnik Kongress <2009, Berlin>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer ENAS ()

Abstract
Druckverfahren sind hochproduktive und kostengünstige Fertigungsverfahren, die sich durch eine hohe Flexibilität auszeichnen. Das stetig wachsende Gebiet der gedruckten Elektronik macht sich diese Vorteile seit geraumer Zeit zu Nutze. Der Begriff gedruckte Funktionalität bezeichnet dabei alle Formen von Interaktivität, Intelligenz oder Elementen, die über eine reine Farbigkeit hinaus gehen, bis hin zu elektronischen Zusatzfunktionen, die mit Hilfe eines Druckverfahrens auf ein Substrat übertragen werden. Zu diesen Funktionalitäten zählen beispielsweise Sensoren, OLEDs, Displays oder Transistoren. Zur Energieversorgung autarker, elektronischer Applikationen sind entsprechende Energiespeicher zur Verfügung zu stellen. In diesem Artikel wird die Herstellung elektrochemischer Energiespeicher im Siebdruckverfahren vorgestellt, welche eine autonome, elektrische Energiebereitstellung ermöglichen. Die Möglichkeit, verschiedenste flexible Substrate bedrucken zu können, beispielsweise Papiere, Kunststofffolien oder Textilien, macht das Siebdruckverfahren vielfältig einsetzbar. Seine Eigenschaft, besonders hohe Schichtdicken erzeugen zu können, ist ein weiterer Vorteil. Durch das Formulieren funktionaler Materialien in Druckpasten können diese in der gewünschten Form aufgetragen werden. Das Siebdruckverfahren eignet sich somit hervorragend für einen Einsatz zur Herstellung gedruckter Energiespeicher. Dieser Beitrag befasst sich mit der Herstellung gedruckter Batterien des Zink-Mangandioxid-Systems. Unter Einsatz des Siebdruckverfahrens können Primärzellen gefertigt und charakterisiert werden, die sowohl sehr dünn als auch flexibel sind. Sie eignen sich für den Einsatz in elektrischen Applikationen. Ausgehend von den erhaltenen Ergebnissen ist eine Weiterentwicklung in Richtung einer Rolle-zu-Rolle Fertigung vorstellbar, mit welcher die Basis für eine kostengünstige Massenproduktion gelegt wird.

 

Printing technologies are highly productive and cost efficient production technologies, having the distinction of being highly flexible. The constant growth of printed electronics is taking advantage of these properties for a considerable time. The term printed functionality describes all forms of interactivity, intelligence or additional electronic functions which may be transferred onto a substrate by using printing technologies. Functionalities of this kind are e.g. sensors, OLEDs, displays or transistors. The present paper concerns with the production of electric energy systems based on electrochemical energy storage devices by means of screen printing. This is to make sure that requirements on the independency of electronic components can be met in the future. Screen printing is a versatile printing technology since it provides the opportunity of printing onto various flexible substrates such as paper, plastic foil or textiles. Another advantage of screen printing is its property to produce extra high layer thicknesses. Functional materials may be applied in any requested form by formulating functional materials to inks and pastes. Therefore screen printing qualifies perfectly for the fabrication of printed energy storage devices. The present paper deals with manufacturing printed batteries of the zinc manganese dioxide system. Primary cells could be produced by means of screen printing and were characterized. The batteries are very thin, flexible and may be used in electrical low end applications. Based on the results received it is conceivable to develop a roll-to-roll production in the future. This would be the basis of a cost efficient mass production.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-151828.html