Herstellung extrem kleiner Batterien mit Dünnwafer-Bondprozessen

Abstract:
In verschiedenen Anwendungsfeldern, insbesondere der Medizintechnik, entsteht ein Bedarf an extrem kleinen Batterien mit Kantenlängen kleiner 1 mm. Diese können mit Hilfe der Wafer-Level-Integration auf Silizium- und Glassubstraten hergestellt werden. Die gesamte Prozessierung erfolgt dabei unter Zuhilfenahme von Trägersubstraten. Dies ermöglicht die Herstellung sehr dünner Batterien von bis zu nur ca. 100 µm Dicke. Gehäusedeckel können im Waferverbund gebondet werden, wodurch neue Technologieoptionen zur hermetischen Abdichtung des Batteriegehäuses entstehen. Die elektrochemisch aktiven Materialien (Batterieelektroden, Separator, Elektrolyt) werden durch Mikrodispensieren eingebracht. Mit Hilfe weiterentwickelter Elektrodenmaterialien und angepasster Elektrolyte können tiefentladesichere, zyklenstabile Lithium-Ionen-Akkumulatoren im Kapazitätsbereich zwischen 50 und 300 myAh hergestellt werden, wie anhand der Charakterisierungsergebnisse gezeigt wird.