Papierdünne Akku-Lösungen für Mikropower-Produkte
Ein Handelsabkommen mit STMicroelectronics soll Front Edge Technology die Erschließung einer breiten Palette von Anwendungen für papierdünne Akku-Lösungen ermöglichen. Zu den Zielmärkten zählen unter anderem drahtlose Sensornetze oder RFID-Tags.
Ein Handy, einen MP3-Player oder auch ein mobiles GPS mit einer passenden Batterie- bzw. Akku-Lösung zu versorgen, zählt zu den Standardaufgaben für Batterie- und Akku-Spezialisten. Eine ganz andere Herausforderung stellt jedoch die Versorgung von Mikropower-Produkten wie etwa »Einmal-Passwort-Smartcards, batteriegestützte RFID-Tags, drahtlose Sensornetzwerke, automatische Insulinpumpen oder am Körper tragbare Gesundheitsüberwachungssysteme dar.
Zu den führenden Anbietern solcher Lösungen für dieses Mikropower-Anwendungsspektrum zählt das 1994 gegründete kalifornische Unternehmen Front Edge Technology (FET) aus Baldwin Park. »Mit der NanoEnergy-Dünnschicht-Akkutechnologie ist es uns in den letzten zehn Jahren gelungen, eine Lösung anzubieten, die in der Industrie bislang unerreicht ist«, beschreibt der Präsident des Unternehmens, Dr. Simon Nieh, das Ergebnis jahrelanger Forschungsarbeit. »Vor drei Jahren haben wir dann mit dem Vertrieb kleinerer Stückzahlen von NanoEnergy-Akkus begonnen«.
Inzwischen ist das Unternehmen dabei, eine Produktlinie mit einem Ausstoß von 200.000 NanoEnergy-Akkus mit einer Kapazität von 1 mAh zu errichten. Mit verantwortlich für den Übergang von der Manufaktur zur Serienfertigung dürfte das zum Ende der ersten Jahreshälfte 2009 abgeschlossene Handelsabkommen zwschen FET und STMicroelectronics sein.
Carmelo Papa, Executive Vice Prresident und General Manager des Industrial and Multisegment Sector (IMS) bei STMicroelectronics, stellt die Hintergründe für die Zusammenarbeit so dar: »Die ohnehin schon breite Kluft, die sich zwischen der immer schnelleren Verbreitung und den hohen Anforderungen moderner portabler Elektronikprodukte der Spitzenklasse und den Fähigkeiten existierender Energiequellen in Bezug auf Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Umweltverträglichkeit auftut, wird immer größer.« ST als großer und innovativer Halbleiterhersteller, so Papa, bringe sowohl die Vision als auch die nötige Breitbandigkeit und Marktpräsenz mit, um der ultraflachen Akku-Technologie von FET neue Applikationen im Industrie- und Consumer-Bereich zu erschließen.
FETs NanoEnergy-Technologie soll für ST die Lücke schließen, die entstanden ist, weil konventionelle Energiespeicher nicht mit der rapiden Entwicklung Schritt halten konnten, die sich bei modernen Elektronikprodukten in punkto Miniaturisierung und Leistungsdichte in den letzten Jahren vollzogen hat. Festkörper-Dünnschicht-Energiezellen, wie sie FET entwickelt und herstellt, bieten hier einen neuen Ansatz, wie sich anspruchsvolle »Mikropower«-Produkte in Zukunft mit Energie versorgen lassen.
Ein besonderer Vorteil der bis zu 0,05 mm dünnen Akkuzellen ist ihre mechanische Flexiblität. Sie erlaubt die Produktion »biegsamer« Akkus in verschiedenen Größen und Formen. So bieten etwa 20 x 25 x 0,1 mm große Zellen eine Kapazität von 0,1 mAh, bei einer Dicke von 0,3 mm erhöht sich das Speichervolumen auf 1 mAh. Eine 42 x 25 x 0,1 mm große Zelle weist nach Darstellung des Unternehmens eine Kapazität von 0,5 mAh auf, eine Erhöhung der Zellendicke auf 0,4 mm lässt die Kapazität au 5 mAh wachsen.
Als Festelektrolyt kommt in den Zellen Lithium-Phosphor-Oxynitrid (LiPON) zum Einsatz. Für diesen ursprünglich von den Oak Ridge National Laboratories (ORNL) entwickelten Elektrolyten hat Front Edge Technology eine Lizenz erworben. Als Kathode wird in den Zellen LiCoO2 verwendet, die Anode besteht aus Lithium. Gegenüber heute verwendeten Knopfzellen weisen die NanoEnergy-Dünnschicht-Akkus von FET die Fähigkeit auf, bei vergleichbarer Energiespeicher-Kapazität 10 bis 20 Mal mehr Energie zu liefern.
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