Ultrakompakte Hochenergie-Batteriezellen für tragbare Medizintechnik werden jetzt im Rahmen des Forschungsprojekts Medicell entwickelt. Dabei wollen die Partner Know-how aus aus kommerziellen Hörgerätebatterien mit aktuellem Wissen aus der Batterieforschung für Elektrofahrzeuge verbinden.
Millionen tragbarer Medizingeräte wie Hörgeräte, Insulinpumpen oder kontinuierliche Glukosemesssysteme werden bislang mit kleinen Einwegbatterien betrieben. Das führt nicht nur zu regelmäßigem Batteriewechsel, sondern auch zu erheblichen Abfallmengen. Im Rahmen des Forschungsprojekts sollen daher miniaturisierte, wiederaufladbare Hochenergie-Lithium-Ionen-Zellen entwickelt werden, die längere Laufzeiten ermöglichen und zugleich die Umweltbelastung reduzieren.
Das im März 2026 gestartete Vorhaben ist auf drei Jahre angelegt und wird vom Land Baden-Württemberg mit rund acht Millionen Euro gefördert. Beteiligt sind das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (Fraunhofer IPA). Mit Varta Microbattery aus Ellwangen ist zudem ein Industriepartner an Bord, der die spätere industrielle Validierung begleiten soll.
Neue Akku-Generation für portable Medizintechnik
Im Zentrum des Projekts steht die Entwicklung extrem kompakter Batteriezellen für medizinische Anwendungen. Dabei wollen die Partner Erkenntnisse aus kommerziellen Hörgerätebatterien mit aktuellem Know-how aus der Batterieforschung für Elektrofahrzeuge verbinden.
„Im Projekt Medicell entwickeln wir extrem kompakte Batteriezellen für tragbare Medizintechnik. Die Zellen kombinieren Erkenntnisse aus kommerziellen Hörgerätebatterien mit der aktuellen Forschung zu Batterien für Elektrofahrzeuge. Erstmals kommen dabei neuartige siliziumhaltige Anoden zum Einsatz“, erklärt Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens, Batterieexpertin und Senior Advisor am ZSW. „Wegen der sehr kleinen Bauform solcher Batteriezellen – teils nur wenige Millimeter Durchmesser – müssen zudem fast alle Fertigungsprozesse neu entwickelt werden.“
Die neuen Spezialzellen könnten künftig nicht nur Hörgeräte, Insulinpumpen und CGM-Systeme versorgen, sondern auch in weiterer tragbarer Elektronik eingesetzt werden, etwa in medizinischen Sensoren oder kabellosen Headsets. Der Vorteil: weniger Batteriewechsel, längere Nutzungsdauer und deutlich weniger Abfall durch nicht wiederaufladbare Zellen.
Von der Materialentwicklung bis zur industriellen Validierung
Ziel von Medicell ist es, die notwendigen Komponenten zunächst bei den wissenschaftlichen Partnern zu entwickeln und auf den Pilotlinien des ZSW erstmals zu fertigen. Anschließend sollen die Ergebnisse auf den Produktionsanlagen von VARTA Microbattery in Ellwangen industriell validiert werden. Das Unternehmen gilt als weltweit führender kommerzieller Hersteller von Hörgerätebatterien.
Das ZSW übernimmt die Koordination des Projekts und verantwortet sowohl die Materialentwicklung als auch zentrale Fertigungsprozesse für die neuen Zellformate. Im Fokus stehen dabei unter anderem präzise Misch- und Beschichtungsverfahren für energiereiche Silizium-Kohlenstoff-Anoden. Ziel ist die Herstellung ultradünner Elektroden mit konstanten Materialeigenschaften. Parallel entwickelt das ZSW NMC-Kathoden mit hohem Energieinhalt und optimiert deren Mikrostruktur, um Handhabbarkeit und Sicherheit zu verbessern.
Ein Teil dieser Arbeiten findet in der Pilotanlage „Powder-Up!“ statt, die vor Kurzem am ZSW in Betrieb gegangen ist. Dort können Batteriematerialien in industrienahen Mengen hergestellt und charakterisiert werden.
Das KIT konzentriert sich im Projekt auf die Trocknungsprozesse der Elektroden sowie auf deren Verdichtung durch Kalandrierung, um besonders hohe Energieinhalte zu erreichen. Das Fraunhofer IPA wiederum entwickelt gemeinsam mit Varta Microbattery die Prozessbedingungen für die finale Elektrolytbefüllung der Zellen. Das reicht von der Vakuumierung bis zur hochpräzisen Dosierung.
Höchste Präzision für Medizinprodukte
Die Anforderungen an die Fertigung sind hoch: Jeder einzelne Montageschritt muss exakt kontrolliert werden. Präzise Elektrolytdosierung, adaptive Laserprozesse, Mikroschweißen, Echtzeitkorrekturen und eine vollautomatische Dichtigkeitsprüfung sind entscheidend, um die Qualität und Sicherheit solcher Batteriezellen für medizinische Anwendungen sicherzustellen.
Die Kombination aus neuen Materialien, neuartigen Prozessschritten und den strengen Anforderungen an Medizinprodukte macht das Projekt zu einem technologisch anspruchsvollen Vorhaben. Nach Einschätzung der Projektpartner erhöht die enge Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen und Industrie die Chancen auf eine schnelle Überführung in marktfähige Produkte deutlich.
