3D打印技术造出微观多孔锂电池，容量提升了4倍

美国工程师已经研发出一种3D打印方法，有可能极大的提升锂离子电池的容量和充放电速度。

如果锂离子电池的电极含有微观的气孔或者通道，那么它们的容量就会得到极大的改善。目前来说，通过添加物制造的最佳多孔电极，其内部的几何结构是相互交叉的，这就能够让锂离子在充电和放电的过程中自由的在电池内游动，但这并非是最理想的设计。

卡内基梅隆大学机械工程学副教授Rahul Panat带领的一个研究团队与密苏里科技大学进行合作，他们已经研发出了一种3D打印电池电极的新方法，这种方法能够打造出拥有受控气孔的微观金属结构。他们的研究结果已经发表在《添加剂制造业》杂志上。

Panat称：“在锂离子电池中，拥有多孔结构的电极能够带来更强的蓄电容量。这是因为这种结构允许锂离子大量进入电极内，这就能够实现更高的电极利用率，而且带来更高的蓄电能力。在普通电池中，电极有30%到50%是得不到利用的。我们通过3D打印技术克服了这一问题，3D打印制造的微观电极结构能够让锂离子在电极内更有效的传输，这也会改善电池的充电速度。”

被用作锂离子电池电极的微观金属结构能够将比容量提升四倍，而且与传统固体电池相比区域容量增加了两倍。据卡内基梅隆大学的研究人员称，这种电极在经过40次的电化学过程之后，仍然保留了它们复杂的3D晶格结构，这也证实了它们的机械稳定性。

卡内基梅隆大学的研究人员借助了气流喷印3D打印系统的现有能力，研发出了他们自己的3D打印方法，制造出多孔的微观金属结构。在此之前，3D打印电池的研究都受到挤压打印技术的限制，也就是通过喷嘴挤压材料形成连续结构的打印技术。借助挤压打印技术只能制造出交叉结构的电池。

借助Panat实验室研发的这种新方法，研究人员能够快速的将一个一个的个体液滴堆叠成三维结构，从而打印出电池电极。这种技术打印出的结构有着复杂的几何学特性，这是传统挤压打印方法无法制造出来的。

Panat称：“由于这些液滴是彼此分离的，所以我们能够创造出这种全新的复杂几何学结构。如果它们是像传统挤压打印技术所使用的那种里连续材料，我们就无法制造出这种复杂电极结构。这是一个新的研究领域，在此之前我并不认为有人能够借助3D打印技术创造出这些复杂的结构。”研究人员估计，这种新3D打印方法衍生出的技术大约在2到3年内就能够实现工业应用。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。