Ladezeitverkürzung von Batterien durch Nanostrukturierung der Elektrodenoberflächen

Die Integration metallischer Nanostrukturen in Mikrosysteme führt zur Verbesserung vieler Eigenschaften, die durch das extrem hohe Oberflächen- zu Volumenverhältnis begründet sind. So ist es denkbar, durch das Einbringen metallischer Nanostrukturen als Stromsammler, eine Mikrobatterie herzustellen, die bei gleicher Schichtdicke des aktiven Materials (z.B. LiCoO2) eine deutlich größere Oberfläche für die (De-)Interkalation der Li-Ionen zur Verfügung stellt. Dies kann in eine Ladezeitverkürzung und Kapazitätserhöhung im Vergleich zu herkömmlichen Dünnschichtbatterien umgesetzt werden. In diesem Beitrag wird ein Prozess zur Herstellung eines kathodischen Stromsammlers aus galvanisch aufgebrachten Platin-Nanodrähten vorgestellt. Dabei liegt der Fokus auf einer Optimierung des Drahtwachstums bezüglich der Homogenität auf Waferebene. Mit Hilfe einer Simulation wird die Verteilung der elektrischen Feldstärke auf dem Wafer abgeschätzt. Damit ist es möglich, durch Variation des Abscheideelektrolyten und der Elektrodenanordnung der elektrochemischen Zelle ein gleichmäßiges Drahtwachstum zu ermöglichen