Applikation - Mikroenergiesysteme

Thema

Mikrobatterie

Explosionsdarstellung einer Mikrobatterie.

Gefügte und mit dem Elektrolyt befüllte Batterieschalen.

Eine auf LTCC basierende Mikrobatterie beruht auf der Herstellung und Fügung von LTCC-Halbschalen mit Kavitäten für Elektroden und Elektrolyt. Für eine erfolgreiche Batterieherstellung werden folgende Anforderungen an LTCC-Halbschalen gestellt:

  • geringe Dicke (<0,5 mm),
  • geringer Edelmetallanteil ,
  • ausreichende Ebenheit,
  • Herstellbarkeit unter Berücksichtigung der zulässigen Wärmebehandlung einzelner Bestandteile und
  • SMD-Integrationsfähigkeit.

In der dargestellten Variante betragen die lateralen Abmessungen der Batterie (10 x 10) mm², die Tiefe der Kavität für die Elektrodenbefüllung beträgt 100 µm. Die für die Elektroden zur Verfügung stehende Fläche entspricht (6 x 6) mm². Die Untersuchungen bzgl. der Stabilität unterschiedlicher LTCC-Substrate in der fluorid-haltigen Elektrolytlösung zeigen, dass die LTCC-Folie für die Herstellung von Mikrobatterien sehr gut geeignet ist.

 

Technische Kenndaten

 

  • Gesamtgröße: 10x10 mm²
  • Gesamtdicke: 0,7-2 mm
  • Aktive Fläche (Kavität): 6x6 mm²
  • Kavitätentiefen 50-100 µm
  • Zellspannung 3,7 V (Li-Ion),
  • Kapazität: 1,5..2,2 mAh/cm²
  • Fügung der Halbschalen durch Kleb- oder Lötprozesse (Metall. Lote, Glaslote)

 

Leistungsangebot

 

  • Entwicklung von keramischen Trägern für µ-Batterien
  • Adaption der Gehäuselösungen für Anwendungen aus den Bereichen IC- oder MEMS-Packaging bzw. Energie-Harvesting