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淺談3D打印固態(tài)電池 兩種技術(shù)共同發(fā)展的成果
2021年12月23日 11:57:27
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：9259
3D打印又稱增材制造，是一項(xiàng)近年來被看好的快速成型技術(shù)，同時(shí)也是目前在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被經(jīng)常使用的技術(shù)。電池，作為一種常見的能源載體，被認(rèn)為是改變?nèi)藗兩畹陌l(fā)明之一，而時(shí)至今日，尋求電池技術(shù)上的突破依舊是實(shí)現(xiàn)科技發(fā)展的一個(gè)重要方向。那么當(dāng)3D打印和電池“碰”在一起，會(huì)觸發(fā)怎么樣的火花呢？
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】3D打印又稱增材制造，是一項(xiàng)近年來被看好的快速成型技術(shù)，同時(shí)也是目前在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被經(jīng)常使用的技術(shù)。電池，作為一種常見的能源載體，被認(rèn)為是改變?nèi)藗兩畹陌l(fā)明之一，而時(shí)至今日，尋求電池技術(shù)上的突破依舊是實(shí)現(xiàn)科技發(fā)展的一個(gè)重要方向。那么當(dāng)3D打印和電池“碰”在一起，會(huì)觸發(fā)怎么樣的火花呢？
近日日本科研學(xué)者開發(fā)出了一種用3D打印機(jī)制作全固態(tài)電池的技術(shù)。據(jù)悉，利用該技術(shù)只需幾小時(shí)便可以完成電池的制造，并且過程中沒有高溫工序，制作的電池也可以通過各種性能測試，滿足實(shí)用性上的一定要求。
而這項(xiàng)技術(shù)更重要的意義在于，它可能能夠幫助電池，實(shí)現(xiàn)工藝上的突破。眾所周知，電池的主要構(gòu)成部分為電極與電解質(zhì)，而電解質(zhì)通常是液態(tài)的，因此伴隨著漏液、工作起火等隱患。而為了解決這些問題，一種新的電池被踢出——全固態(tài)電池。顧名思義，全固態(tài)電池的特點(diǎn)便是電池的電解液也是固態(tài)的，因此安全性更強(qiáng)，同時(shí)還可以借助層疊，來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)電量的增加。
不過，隨之而來的問題也很多。全固態(tài)電池因?yàn)殡娊赓|(zhì)是固態(tài)，因此為了實(shí)現(xiàn)電極與電解質(zhì)的貼合就需要對電極和電解質(zhì)材料進(jìn)行強(qiáng)力壓合，一般來說，這個(gè)過程需要高溫和高壓的幫助，因此加熱工序需要花費(fèi)成本非常高，并且成品率伴隨著受熱開裂的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降低，同時(shí)產(chǎn)品本身對于溫度變化帶來的影響也會(huì)尤為明顯。
而這些問題也讓全固態(tài)電池陷入了一個(gè)發(fā)展的矛盾中。一方面，由于其理想的特性，全固態(tài)電池被認(rèn)為是未來儲(chǔ)電相關(guān)技術(shù)的一個(gè)重要契機(jī)，包含純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航在內(nèi)一系列新興技術(shù)都可能因?yàn)樗鴮?shí)現(xiàn)一定的突破；另一方面，高昂的成本以及加工難度又限制了其在民用產(chǎn)品上的發(fā)展這也導(dǎo)致了這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的受限。
而3D打印電池，卻在一定程度上實(shí)現(xiàn)了常溫環(huán)境的全固態(tài)電池生產(chǎn)可能，換言之就是同時(shí)滿足了降低生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)難度兩個(gè)目的。
當(dāng)然，從現(xiàn)階段成果來說，這種依靠3D打印來實(shí)現(xiàn)電池生產(chǎn)的技術(shù)，還存在一定的問題，例如正極的能量密度，充放電壽命等，但是卻為電池的發(fā)展提供了一定的可能。而就3D打印固態(tài)電池這件事而言，可以被認(rèn)為是3D打印技術(shù)尤其是耗材發(fā)展，以及電池技術(shù)共同發(fā)展的一個(gè)階段性的成果。
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