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Drahtlose Energieversorgung: Biegbare Mikrobatterien für Wearables

Damit Wearables drahtlos mit Energie versorgt werden, sind flexible Batterien erforderlich, die sich bestmöglich dem Material anpassen und gleichzeitig den Ansprüchen an elektrische Leistung genügen. Das Fraunhofer IZM schafft mit seinen Mikrobatterien die Voraussetzungen dafür.

Mechanisch flexible Batteriestreifen aus segmentierten Mikrobatterien Bildquelle: © Fraunhofer IZM

Mechanisch flexible Batteriestreifen aus segmentierten Mikrobatterien

Die Energieversorgung von Wearables ist eine technologische Herausforderung. Es müssen technische Anforderungen wie Langlebigkeit und Energiedichte mit spezifischen Materialanforderungen wie Gewicht, Flexibilität und Größe kombiniert werden. Zum Beispiel bei einem intelligenten Armband, dessen Entwicklung das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM bis zum Prototypen gebracht hat. Es kann wortwörtlich hautnah Daten sammeln.

Der technologische Kniff, der sich hinter dem Band aus Silikon verbirgt, sind dabei drei grün durchschimmernde Batterien. Mit einer Kapazität von 300 Milliamperestunden versorgen die Batterien das Armband mit Strom. Sie speichern eine Energie von 1,1 Wattstunden und verfügen über eine Selbstentladung von weniger als drei Prozent pro Jahr. Mit diesen Parametern verfügt der neue Prototyp über eine deutlich höhere Kapazität als bisher auf dem Markt erhältliche Smartbands und kann damit auch anspruchsvolle tragbare Elektronik mit Energie versorgen.

Dr. Robert Hahn, Wissenschaftler in der Abteilung RF & Smart Sensor Systems am
Fraunhofer IZM erklärt das Erfolgsrezept: »Die Energiedichte von sehr biegbaren Batterien ist schlecht – besser ist ein segmentiertes Konzept«. Anstatt die Batterien auf Kosten von Energiedichte und Zuverlässigkeit mechanisch extrem flexibel zu machen, arbeitet das Institut daran, sehr kleine und leistungsstarke Batterien auszulegen und optimale Aufbautechniken zu entwickeln. Zwischen den Segmenten sind die Batterien biegbar. So ist das Smart Band einerseits flexibel und verfüge anderseits über viel mehr Energie als andere smarte Armbänder auf dem Markt. (me)