【北美工作站特别报道】3D打印技术提升电池使用寿命

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3D打印技术提升电池使用寿命

美国卡耐基梅隆大学(CMU)和密苏里科技大学的研发人员最近利用3D打印技术来制作高功率锂电池。灵活性作为3D打印技术的一大特点，这种3D打印电池技术可以从智能手机到笔记本电脑以及游戏手柄等便携式设备都可以进行应用。

Rahul Panat是机械工程专业的副教授，同时也是这个3D打印电池技术研发小组的学术带头人。他曾经在华盛顿州立大学带领研究团队研发3D打印纳米结构。而他最近在CMU从2017年开始的3D打印电池研发项目是由其在CMU的研发团队利用Optomec的 Aerosol Jet Printing(气溶胶喷射打印，，AJP)技术来完成的。

在这项研发中，AJP技术使研发者可以通过点阵几何的形态来制作电池极板材料，从而提升材料的多孔性。由于电极的多孔性提升后，与固体电池相比拥有更多的储存空间来保存住更多的电量。Panat说：“在这项锂电池研究里，电极的多孔性结构，让电池可以达到更高的充电能力。因为这种结构可以让锂离子穿过电容从而达到更高的电极利用率，因此而达到电池更高的储存能力。”

3D打印的电极材质只通过银、包括必须的锂离子的氢氧化锂制作而成。作为一种微滴基础的沉降技术，AJP是唯独几个能完成如此精准且复杂的3D打印结构的技术之一。

3D打印电池

与传统的固体银电极电池相比，3D打印网格结构的电池表现出“史无前例的能力提升”。其中包括400%的比容量提升(在相同的电池重量下)，同时有100%的区域功率提升(在电荷保留在电极的面积上)。

除了这次卡耐基梅隆大学Rahul Panat教授所带来的3D打印锂电子电池外，3D打印技术在能源储存方面也取得过众多成果。其中哈佛大学的“微电池MicroBatteries”技术利用石墨烯来打印电极板等都取得了巨大成功。