Новый метод 3D печати литий-ионных батарей

Литий-ионные аккумуляторы питают все от смартфонов и планшетов до электронных сигарет и электромобилей. До сих пор изготовителям приходилось разрабатывать свои устройства под стандартные размеры батарей, что ограничивает возможности дизайна и возможности устройств. Но исследователи, возглавляемые Кристофером Рейсом и Бенджамином Вили, разработали новый метод для литий-ионных батарей с трехмерной печатью практически в любой форме. Они сообщают о своих результатах в ACS Applied Energy Materials.

Большинство литий-ионных батарей на рынке либо прямоугольные, либо цилиндрические. Теоретически технологии 3D-печати могут печатать все устройства — включая аккумулятор и структурные электронные компоненты, практически в любой форме. Однако проблема, стоявшая на пути полностью трехмерных печатных литий-ионных батарей, заключается в том, что полимеры используемые для 3D-печати, такие как PLA (молочная кислота), не являются ионными проводниками. Исследователи хотели найти способ распечатать полные литий-ионные батареи с использованием недорогих и широко доступных трехмерных принтеров с филаментом (FFF). Чтобы увеличить ионную проводимость PLA, исследователи сделали PLA используемый в 3D-печати, с раствором электролита. Кроме того, они включили в состав графеновые или многослойные углеродные нанотрубки в анод или катод, соответственно, чтобы повысить электрическую проводимость батареи. Чтобы продемонстрировать потенциал батареи, исследователи 3D напечатали светодиодный браслет со встроенной литий-ионной батареей.

Новый метод 3D печати литий-ионных батарей

Команда разработчиков отмечает, что емкость трехмерной печатной батареи первого поколения примерно на два порядка ниже, чем у коммерческих батарей, что пока слишком мало для практического использования. Будущая работа может включать в себя разработку способов увеличения емкости трехмерной печатной батареи, такой как «замена полимерных анодных и катодных материалов» на 3D-печатные пасты, которые могут выдерживать высокие нагрузки активного материала и могут быть напечатаны в тандеме с полимерным сепаратором и использованием альтернативных наноматериалов, таких как восстановленный оксид графена, может потенциально служить проводящим как наполнителем, так и активным материалом. Эти исследования принесут пользу тем, кто стремится создать материалы и устройства для сохранения энергии, которые могут быть напечатаны в 3D произвольной формы.

Добавить комментарий

Рекомендуем к ознакомлению

Icon печатает 3D дома за 24 часа и 4000 долларов
Icon печатает 3D дома за 24 часа и 4000 долларов

Основанная в Остине компания ICON по строительным технологиям собрала 9 млн. долл. США на