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Flexible, gedruckte Batterien für tragbare Geräte
Ein kalifornisches Startup entwickelt flexible, wiederaufladbare Batterien, die sich kostengünstig auf gängigen industriellen Siebdruckern bedrucken lassen. Impressum Energie , aus Alameda, Kalifornien, hat seine ultradünnen Zink-Polymer-Batterien in am Handgelenk getragenen Geräten getestet und hofft, sie an Hersteller von tragbarer Elektronik, medizinischen Geräten, Smart Labels und Umweltsensoren verkaufen zu können.
Gedruckte Leistung : Ein Batterieblatt des Startups Imprint Energy.
Der Ansatz des Unternehmens soll die Batterien für Anwendungen am Körper sicher machen, während ihre geringe Größe und Flexibilität Produktdesigns ermöglichen, die mit sperrigeren Lithium-basierten Batterien nicht möglich gewesen wären. Selbst in kleinen Formaten können die Batterien genügend Strom für drahtlose Kommunikationssensoren mit geringem Stromverbrauch liefern, was sie von anderen Arten dünner Batterien unterscheidet.
Das Unternehmen sicherte sich kürzlich eine Finanzierung in Höhe von 6 Millionen US-Dollar von Phoenix Venture-Partner , ebenso gut wie AME Cloud Ventures , dem Venture-Fonds von Yahoo-Mitbegründer Jerry Yang, um seine proprietäre Chemie weiterzuentwickeln und die kommerzielle Markteinführung der Batterien zu finanzieren. Zu den früheren Investoren gehörte eine von der CIA unterstützte Risikofirma In-Q-Tel und Dow Chemical.
Die Batterien basieren auf Forschungen, die die Mitbegründerin des Unternehmens, Christine Ho, als Doktorandin an der University of California, Berkeley, begann, wo sie mit einem Forscher in Japan zusammenarbeitete, um mit einem 3D-Drucker mikroskopisch kleine Zinkbatterien herzustellen.
Die Batterien, die die meisten Laptops und Smartphones mit Strom versorgen, enthalten Lithium, das hochreaktiv ist und auf eine Weise geschützt werden muss, die Größe und Volumen erhöht. Während Zink stabiler ist, führen die Elektrolyten auf Wasserbasis in herkömmlichen Zinkbatterien dazu, dass Zink Dendriten bildet, verzweigte Strukturen, die von einer Elektrode zur anderen wachsen können und die Batterie kurzschließen. Ho hat einen festen Polymerelektrolyten entwickelt, der dieses Problem vermeidet und außerdem eine größere Stabilität und eine größere Aufladekapazität bietet.
Brooks Kincaid, Mitbegründer und Präsident des Unternehmens, sagt, dass die Batterien die besten Eigenschaften von Dünnschicht-Lithiumbatterien und gedruckten Batterien vereinen. Solche Dünnfilmbatterien neigen dazu, wiederaufladbar zu sein, enthalten jedoch das reaktive Element, haben eine begrenzte Kapazität und sind teuer in der Herstellung. Gedruckte Batterien sind nicht wiederaufladbar, aber sie sind billig in der Herstellung, verwenden normalerweise Zink und bieten eine höhere Kapazität.
Die Arbeit mit Zink hat dem Unternehmen Fertigungsvorteile verschafft. Aufgrund der Umweltstabilität von Zink benötigte das Unternehmen nicht die Schutzausrüstung, die für die Herstellung sauerstoffempfindlicher Lithiumbatterien erforderlich ist.
Wenn wir über die Dinge sprechen, die uns bei der Entwicklung neuer Produkte hemmen, verliere ich in diesen Tagen wirklich zwei am meisten Schlaf. Einer sind Batterien und einer ist Displays, sagt Steven Holmes , Vice President der New Devices Group und General Manager des Smart Device Innovation Teams bei Intel.
Trotz der Nachfrage nach flexiblen Batterien, sagt Ho, wurde kein Standard zum Messen ihrer Flexibilität entwickelt, was Kunden frustriert, die Chemikalien vergleichen möchten. Also baute das Unternehmen einen eigenen Teststand und begann, seine Batterien mit kommerziellen Batterien zu vergleichen, die behaupteten, flexibel zu sein. Bestehende Batterien seien nach weniger als 1.000 Biegezyklen katastrophal ausgefallen, sagt sie, während die Batterien von Imprint stabil geblieben seien.
Imprint hat auch über die Verwendung seiner Batterien in Kleidung und seltsamen Körperteilen wie Ihrem Auge gesprochen, sagt Ho. Das Unternehmen hat vor kurzem auch mit der Arbeit an einem vom US-Militär finanzierten Projekt begonnen, um Batterien für Sensoren herzustellen, die den Gesundheitszustand von Soldaten überwachen. Andere potenzielle Anwendungen umfassen die Stromversorgung von Smart Labels mit Sensoren zur Verfolgung von Lebensmitteln und Verpackungen.