Längere Akkulaufzeit dank Origami

An der Arizona State Universität ist es gelungen, mittels eines speziellen Verfahrens faltbare Akkus herzustellen. Diese verfügen über eine deutlich größere Laufzeit und eignen sich sehr gut zur Verwendung in Smartphone und Smartwatches.

Die Laufzeit eines Akkus entscheidet über die Einsatzfähigkeiten eines Gerätes. Wie in der Elektromobilität lassen auch die Akkus von Smartphones und Smartwatches oft zu wünschen übrig. Meist halten selbst neue Akkus kaum länger als 24 oder 48 Stunden. Doch nicht überall ist eine Steckdose zur Hand und je nach Nutzungsverhalten, hält mancher Akku auch nur zehn Stunden. Umso wichtiger sind leistungsfähige Akkus, deren Gewicht und Größe sich aber nicht allzu stark erhöhen dürfen.

Für diesen Zweck haben sich Wissenschaftler der Arizona State University nun der japanischen Faltkunst, dem Origami, bedient. Sie haben ein spezielles Verfahren entwickelt, mit dem die Herstellung eines derart gefalteten Akkus überhaupt möglich ist. Hierfür haben sie den Akku gefaltet und zugeschnitten, dass er derart gedehnt und gebogen werden kann, wie es gerade vonnöten ist. So kann selbst das Armband einer Smartwatch als Hülle für einen Akku genutzt werden. Der Akku braucht weniger Platz, bietet aber entfaltet eine viel größere Fläche.

Bisher war es nur möglich, Akkus herzustellen, die aufklappbar waren, aber nicht in der Länge oder in ihrer Form geändert werden konnten. Insgesamt kann der Origami-Akku  um mehr als 150 Prozent seiner Größe gestreckt werden und dabei immer noch seine volle Funktionalität beibehalten. Ein solcher Lithium-Ionen-Akku könnte zukünftig aufgrund seiner Dehnbarkeit in Gewebe wie auch Kleidung integriert werden, sagt Hanqing Jiang, einer der Wissenschaftler.

Bereits zu Beginn des vergangenen Jahres hatten die Forscher Lithium-Ionen-Batterien auf Grundlage der Miura-Faltung, einer Variante im Origami, entwickelt. Allerdings ließ sich der Akku nicht für alles nutzen, denn die Batterie wies im gefalteten Zustand eine unebene Oberfläche auf. Für Armbänder wie bei Smartwatches hätte sich das nicht geeignet.

Aus diesem Grund wird für die nun präsentierten Akkus die Origami-Variante Krigami verwendet. Hier wird nicht nur gefaltet, sondern auch geschnitten. Die Schnitte unterstützen die Dehnbarkeit des Materials und verhindern eine ungleiche Dicke an verschiedenen Stellen der Akkus.

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