Forscher entwickeln flexible tragbare Batterien mit Hilfe von 3D-Druck

Wissenschaftler der Brunel University in London haben ein Armband gedruckt mit dem sich Geräte, wie beispielsweise Smartphones, unterwegs aufladen lassen. Diese flexible und tragbare Batterie kann zudem kostengünstig am 3D-Drucker hergestellt werden.

Dem Team der Cleaner Electronics Research Group an der Brunel Universität ist es somit erstmals gelungen, eine flexible Batterie aus günstigen und leicht erhältlichen Materialien wie Silikon, Kleber und Gel-Elektrolyt-Pasten zu drucken. Dieses Armband speichert Energie wie eine Batterie, jedoch an der Oberfläche und ohne chemische Reaktionen. Diese Methode öffnet die Türen für innovative Designs von portabler Stromversorgung für Smartphones, aber auch für effizientere Elektroautos oder Implantate wie Herzschrittmacher.

“Dies ist das erste Mal, dass ein flexibler Superkondensator inklusive all seiner Komponenten mittels 3D-Drucktechnologie hergestellt wurde,” sagt Milad Areir von der Cleaner Electronics Research Group. “Die gefragteste Methode diese zu produzieren ist Siebdruck, jedoch lässt sich damit nicht der Rahmen der Superkondensatoren auf Silikon herstellen.”

Forscher weltweit haben sich bereits mit dem Thema flexibler Superkondensatoren auseinandergesetzt. Bislang entwickelte Verfahren, die Technologie Selektives Laserschmelzen (SLS) miteinbeziehen, sind jedoch teuer und es bedarf mehrerer Maschinen um unterschiedliche Teile zu drucken.

“Unsere Technik vereint alles in einem durchgängigen Prozess und einer Maschine,” fügt Milad hinzu. “Dies spart definitiv Zeit und Kosten für teure Materialien.”

Die von den Forschern 3D-gedruckten Armbänder können im Gegensatz zu teueren Metallen und Halbleitern, aus günstigen und einfach erhältlichen Materialien produziert werden. Zudem halten sie Stresstests Stand ohne dabei Energie zu verlieren.

Für den 3D-Duck wurde ein Open-Source-Gerät verwendet, das über USB zu einer Spritzenpumpe mit Antrieb verbunden ist und so Schichten aus Paste extrudiert. Bei dem 3D-Druck der Armbänder wurde ein Wabenmuster gewählt, da somit weniger Material verbraucht wird und sich die Druckzeit verringert. Laut der Studie soll das Verfahren einfach zu kopieren sein.

Die Studie “3D-Printed All-Fiber Li-Ion Battery toward Wearable Energy Storage” wurde in Advanced Functional Materials veröffentlicht.