Batterietechnik der nächsten Generation

STMicroelectronics hat ein Handelsabkommen mit dem kalifornischen Akku-Spezialisten Front-Edge Technology (FET) geschlossen. Damit darf ST die papierdünne NanoEnergy-Akkutechnik von FET in eine breite Palette neuer Märkte und Applikationen einführen.

Mit den Festkörper-Dünnschicht-Energiezellen von FET lassen sich Produkte wie »Einmal-Passwort«-Smartcards, batteriegestützte RFID-Tags, drahtlose Sensornetze und Pufferbatterien für Echtzeituhr-Module realisieren, aber auch Anwendungen wie Hörgeräte, Insulinpumpen und am Körper tragbare Gesundheitsüberwachungs-Systeme.

Zu den besonderen Vorteilen der in Halbleitertechnik herstellbaren Festkörper-Akkus zählt ihre mechanische Flexibilität. Damit ist die Herstellung »biegsamer« Batterien in verschiedenen Größen und Formen möglich. Mit einer Stärke von 200 µm bietet diese Technik zudem sehr gute Voraussetzungen für portable und extrem kompakte Geräte. Als Festelektrolyt wird LiPON (Lithium-Phosphor-Oxynitrid) verwendet. Gegenüber einem anderen Gerät mit vergleichbarer Energiespeicherkapazität kann die FETDünnschicht-Technologie zehn bis 20 Mal mehr Energie liefern als Knopfzellen.

Lange Lebensdauer, Kurzschlussschutz, geringe Umweltbelastung

Die Festkörper-Mikroakkus zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer, ein hohes Maß an Sicherheit durch Kurzschlussschutz sowie eine geringe Umweltbelastung aus. So wartet die FET-Technologie mit einer Zyklenfestigkeit von mehr als 1000 Zyklen bei 50 Prozent Entladung auf. Die Akkus sind in 15 Minuten auf 80 Prozent ihrer Nennkapazität aufzuladen. Ihre Selbstentladungsrate liegt bei weniger als 15 Prozent pro Jahr.

All das sind Eigenschaften, die nach Ansicht von Carmelo Papa, Executive Vice President und General Manager des Industrial and Multisegment Sector IMS von ST, die FET-Technologie dazu prädestinieren, die in den letzten Jahren immer breiter werdende Kluft zwischen den hohen Anforderungen portabler Elektronikprodukte und den Fähigkeiten existierender Energiequellen zu schließen.

»Als eines der größten und innovativsten Halbleiterunternehmen der Welt«, so Papa, »bringen wir sowohl die Vision als auch die nötige Breitbandigkeit und Marktpräsenz mit, um der revolutionären FET-Akkutechnologie neue Applikationen im Industrie- und Consumer-Bereich zu erschließen.«

Investition in neue miniaturisierte Lösungen

Entsprechend positiv bewertet auch FET-Präsident Dr. Simon Nieh die Kooperation mit ST: »Es freut uns aufrichtig, dass wir uns zusammen mit ST neue Absatzchancen für Dünnschicht-Batterien im Industrie- und Consumer-Segment widmen können.« FET hat nach seinen Worten vor zehn Jahren mit der Entwicklung der NanoEnergy Dünnschicht-Akkutechnik und 2006 mit dem Vertrieb kleiner Stückzahlen begonnen. ST investiert beträchtliche Mittel in neue Energietechnologien und Nanomaterialien, um neue miniaturisierte Lösungen für die Energiespeicherung zu entwickeln.

Die F&E-Gruppe der IMS-Organisation bei ST arbeitet seit Jahren mit Forschungsteams in Tours und Catania an der Entwicklung von Know-how auf dem Gebiet der Mikro-Akkus und Mikro-Brennstoffzellen. Der Herstellungsprozess der NanoEnergy-Akkus in Dünnschichttechnologie würde es auch erlauben, die Akkus im selben Prozess wie die Halbleiter zu produzieren. Die Energieversorgung der Chips ließe sich wie Halbleiterstrukturen direkt auf den Chip aufbringen.