近年来,电子技术发展迅猛,应用场景越发广泛,对传统的锂离子电池的性能,提出了新的挑战。商业锂离子电池的结构多为三明治式结构,正负电极间采用多孔聚合物薄膜隔离避免短路,外观结构一般为纽扣式、圆柱状或软包电池,形状固定不能改变,使用范围颇受限制。
用3D打印制作的电池,只需涂上材料,用紫外线照射就可制作完成,不需要用高温加热,成本也有所降低。有教授表示,打印出来的电池可以稳定充放电100次以上,安全性也有保障。而且,只要输入数据,大小和形状可以随意改变。
经过测试,制作的电池可以成功的驱动汽车行驶,但在实用化的过程中也发现离子电导性不够高等问题。研究人员表示,接下来的研究中将大力开发能量密度高的正极材料,争取早日在传感器和可穿戴终端等方面实现实用化。
除了形状和尺寸的自由度之外,3D打印还可以让制造商节省原材料,例如稀土矿物锂、钴和锰,并减少或消除溶剂的使用。
3D打印被称为“增材”技术而不是“减材”技术,因为添加材料来制造产品,几乎不会产生浪费。特别是在基于粉末的增材制造中,剩余的材料会被回收并用于下一次打印。
随着世界各地的公司争先恐后地开发和建立更好的电池制造,所有的选择都摆在桌面上。目标不仅是解决当前的安全问题,而且还满足国内制造、确保材料采购和促进可持续性的需求。
尽管向成熟行业引入新的制造方法是一项挑战,但在未来几年,3D打印可能会通过提供制造灵活性、大规模定制、更环保的材料和更快的上市速度来超越传统方法。

