3D打印固态锂电池:更安全、实惠,能量密度更高

3D打印固态锂电池:更安全、实惠,能量密度更高

2020-10-07 14:38:25 2

在圣诞节的早晨,没有什么比您的孩子打开礼物来发现一个闪亮的,嘈杂的,闪烁的玩具的情况更糟的了,该玩具的盒子前面印有“ BATTERIES NOT INCLUDED”字样。面对现实,这些储能设备是没有这些日子就无法生存的东西,所以很高兴知道许多研究人员正在投入时间和资源来弄清楚如何进行3D打印电池。诚然,今年圣诞节不会有太大帮助,因为电池不是您可以在普通台式机系统上快速打印出的那种东西。但是,3D打印电池还有其他优点。

3D打印机

锂离子电池(图片由维基百科提供)

瑞士控股公司Blackstone Resources AG专注于电池金属市场,并一直通过其德国子公司Blackstone Technology GmbH投资于下一代电池技术。该公司刚刚宣布,通过其专有的3D打印技术制造锂离子固态电池已达到了几个重要的里程碑。

“ Blackstone Resources AG坚信,它可以大量,低成本地生产出具有更高能量密度水平的可靠锂离子电池。目标是使成本大大低于每千瓦时80欧元。这将代表存储技术的最终突破。”该公司在其网站上表示。

传统的电池设计使用液体或聚合物凝胶电解质,而固态电池则使用固体电极和固体电解质。它们不需要使用易燃的液体电解质,因此使用起来更安全,但要花很多钱。

黑石表示,与传统的制造方式相比,使用其获得专利的3D打印工艺制造电池具有许多优势,例如,充电次数更多,成本更低,此外能量密度提高了20%以上,并且产量提高了单元格格式方面的灵活性。

3D打印机

(图片由弗劳恩霍夫研究所提供)

“ Blackstone已开发的获得专利的3D打印电池技术,由于其破坏性的处理技术,其能量密度比传统的锂离子电池高25%。除了较厚的层外,几乎所有几何图形都可以打印。多层电池也是可能的,它可以在电池单元级别提供更高的电压。” Blackstone网站继续说道。

“ 3D打印电池技术是大规模生产固态电池(SSB)的关键。通过开发固态电池打印技术,Blackstone将能够以更低的成本将其生产的电池的能量密度提高一倍。而且,在此过程中,它将能够为其提供自己的电池金属。”

此外,通过用3D打印制造电池,黑石可以将不存储任何能量的材料(例如铝和铜)的数量减少多达10%。

该公司现在正在迈向新的高度,并计划生产3D打印固态电池,实际上已经创建并测试了其首批SSB原型。现在,黑石正致力于进一步发展其技术,以便能够3D打印SSB进行批量生产。

3D打印机

(图片由ECS提供—电化学学会,2019年)

Blackstone Technology GmbH首席执行官Holger Gritzka表示:“加上我们迄今为止在3D打印电池技术方面的发展,这一发展为固态电池的批量生产铺平了道路。” “除了汽车工业等主要市场,船舶应用和新型5G无线网络还将受益于3D打印固态电池所提供的优势。”

通过使用自动3D打印制造SSB锂离子电池,黑石集团可以节省通常用于生产它们的CAPEX(记录的商品或服务的资本支出)的70%,该公司表示“可能会改变游戏规则”用于SSB的生产,并表明它能够创建电池壳,复合材料和固态电解质,这是批量生产固态锂离子电池所必需的。

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