© Harvard University Jennifer Lewis

Science
11/28/2013

Lithium-Ionen-Akkus sollen künftig gedruckt werden

Lithium-Ionen-Akkus können ab sofort mit 3D-Druckern produziert werden. Ein neues Verfahren ermöglicht die Massen-Produktion der Energiespeicher bei Raumtemperatur.

Jennifer Lewis und ihr Forscherteam haben an der Universität Harvard einen neuen Produktionsprozess für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt, wie die Technology Review berichtet. Spezielle Druckrohstoffe aus Wasser und Ethylenglykol, die Materialien wie Lithium oder Silber in Form von Nanopartikeln enthalten, erlauben es, die Stromspeicher in 3D-Druckern herzustellen. Die Kapazität der Ergebnisse ist identisch mit jener von derzeit erhältlichen Produkten. Der Prozess kann im Gegensatz zu gängigen Methoden bei Raumtemperatur stattfinden, wodurch die Akkus auch auf wärmeempfindliche Trägermaterialien wie Kunststoff gedruckt werden können.

Die "Spezialtinte" der Forscher kann mit geringfügigen Anpassungen in herkömmlichen 3D-Druckern verwendet werden. Unter Normalbedingungen ist das Material fast vollkommen fest, bei hohem Druck fließt es aber und erstarrt wieder, wenn es aus einer Düse am Druckkopf austritt. So können die Akkus Schicht für Schicht aus verschiedenen Materialien gedruckt werden. Im Verfahren der Harvard-Wissenschaftler drucken hunderte Düsen gleichzeitig an den Akkus, wodurch die Produktionszeit gering gehalten werden kann.

Die Akkus, die so gebaut werden, sind winzig, teilweise messen die einzelnen Zellen nur einen Quadratmillimeter. Durch die präzise Drucktechnik können die Strukturen der Akkus mit einer Genauigkeit von 100 Nanometer gebaut werden. In den kommenden Jahren wollen die Forscher ihre Technologie kommerzialisieren. Neben industriellen Anlagen soll eventuell auch ein abgespecktes Gerät für Bastler in den Handel kommen.