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DESIGN, STUDY AND CONSTRUCTION OF MICROPOWER SOURCES AND THEIR USE IN MICROELECTRONICS AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES

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Dünnschicht-Batterien

Es wurde ein neues Batteriekonzept entwickelt, das in erster Linie auf Grund seiner Größe innovativ ist, aber auch auf Grund seiner Nutzung. Mit Hilfe der Dünnschicht-Technologie hergestellte Mikrobatterien lassen sich in kleine flache Objekte, wie z.B. Chipkarten oder elektronische Regalschilder, einbauen.

Energie

Eine normale Batterie besteht aus mehreren elektrischen Zellen, die entweder in Reihe geschaltet sind, um eine höhere Gesamtspannung zu erreichen, oder parallel, um eine höhere Kapazität zu erzielen. Jede Zelle besteht aus zwei, gewöhnlich metallischen Elektroden, die durch einen Elektrolyt getrennt sind. Um eine Mikrobatterie herzustellen, muss man die Maße einer solchen elektrischen Zelle auf die Größenordnung eines Mikrometers schrumpfen lassen. Diese Aufgabe kann mit Dünnschicht-Technologien gelöst werden. Diese neuen Halbleiter-Mikroleistungsquellen haben Elementzellen mit einer Dicke von nur 10 Mikrometer. Sie setzen sich aus einer Titanoxysulfid-Anode, einem amorphen Lithiumborat-Elektrolyt und einer Lithium-Kathode zusammen. Alle drei Elemente haben jetzt die Form von Dünnschichten, wobei eine Schicht auf die andere aufgebracht wird. Die Schichten werden durch Zerstäuben und thermisches Verdampfen aufgebracht. Die damit entstehende Mikrobatterie ist in der Lage, 100-200 Mikroampere pro Quadratzentimeter und eine mittlere Spannung von 2,3 Volt zu liefern. Die Patentinhaber entwickeln derzeit neue Materialien für den Elektrolyt und die Anode, um die Leistung weiter zu steigern. Um die Miniaturbatterie bei geringstmöglicher Dicke vor Luft und Feuchtigkeit zu schützen, muss sie von einer dichten Sperrschicht umschlossen werden. Eine dünne Schicht aus Eisenphosphatglas, die durch Zerstäubung auf die Batterie aufgebracht wird, bietet eine solche Sperre. Es wurde eine Anlage entwickelt, die 500 Mikrobatterien pro Woche herstellen kann. Diese Mikroleistungsquellen lassen sich in kleine flache Objekte, wie z.B. Etiketten, drahtlose elektronische Regalschilder oder Chipkarten, einbauen. Die Patentinhaber suchen Partner für die Markteinführung dieses innovativen und nützlichen Produktes.

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