電池3D打印技術！Sakuu推動電動汽車發(fā)展

導讀：為了減少化石能源的消耗，汽車行業(yè)正在面臨這轉型。雖然在實際應用上，電動汽車還不能完全與傳統(tǒng)汽車相比。但是隨著越來越多技術的進入，例如3D打印，電動汽車行業(yè)正在穩(wěn)步發(fā)展。

南極熊獲悉，自動化多工藝增材制造（AM）領導者Sakuu Corporation（以前為KeraCel Inc.）在2021年5月12日宣布了一款革命性的新型工業(yè)級3D電動汽車電池打印機。公司稱，這項突破性技術將解決成本、性能、可持續(xù)性等問題，釋放電動汽車的潛力。Sakuu的Alpha平臺的硬件產(chǎn)品將于2021年第4季度上市。

△Sakuu電池3D打印使用了多重3D打印技術

在日本領先的汽車零部件供應商（Musashi Seimitsu）的支持下，Sakuu致力于快速、大量生產(chǎn)3D打印固態(tài)電池（SSB）。與鋰電池相比，它們具有相同的容量，但是尺寸縮小了一半，而重量則為三分之一。公司的KeraCel™ SSB還使用大約30％-50％的本地采購的材料，在不改變性能的基礎上降低生產(chǎn)成本。此外，產(chǎn)品還具有安全性和可持續(xù)性等優(yōu)勢。

多重3D打印技術

Sakuu的增材制造技術融合了粉末床和噴射材料沉積技術，并使用多種材料來制造零件。它結合了陶瓷和金屬以及Sakuu的PoraLyte支撐材料，消除了部件懸垂的限制，并能夠創(chuàng)建帶有內(nèi)部通道和腔體的設備。Sakuu說，這項技術較現(xiàn)有產(chǎn)品有著很大的飛躍，能夠制造薄單片層和完美介面，從而生產(chǎn)高能量密度固態(tài)電池（SSB）。此外，得益于粉末到粉末工藝，據(jù)說陶瓷和金屬材料的可回收性比傳統(tǒng)方法更容易，不需要提取石墨，也不需要聚合物，這意味著減少了垃圾填埋或焚燒。

△電動交通工具

Sakuu最初專注于兩輪、三輪和較小四輪電動汽車市場，為此，公司的SSB力求體積小、重量輕和高容量優(yōu)勢。Sakuu的3D打印工藝還能夠使客戶根據(jù)需要生產(chǎn)不同類型和尺寸的電池。

什么是固態(tài)電池？

固態(tài)電池與目前主流的傳統(tǒng)鋰電池最大的不同在于電解質(zhì)。傳統(tǒng)鋰電池主要由正負極材料、電解液和隔膜組成。正負極材料決定了電池的容量，電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質(zhì)。而固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)，替代了傳統(tǒng)鋰電池的電解液和隔膜。

△電池結構示意圖

與鋰電池相比，固態(tài)電池更加安全、更高的理論能量密度和更高的體積能量密度。但是，固態(tài)電池也有一定的局限性，比如固態(tài)電解質(zhì)導電率低，不能快速充能；材料物理接觸會隨時間變差，影響使用壽命；制備工藝復雜。不過，隨著技術的發(fā)展，南極熊相信發(fā)展的天平終將向高能量密度的固態(tài)電池傾斜。

△電池性能對比

如今，雖然3D打印技術的加入對于固態(tài)電池的技術升級是否能夠再上一個臺階還未可知，但是Sakuu的電池3D打印技術為多領域結合提供了一個很好的范例，為3D打印的未來提供了更多的可能性！除了電池3D打印硬件設備，還有許多企業(yè)和研究人員致力于3D打印電池本身的研究和制造。例如瑞士黑石公司磷酸鋰鐵陰極技術，制造了突破性3D打印固態(tài)電池，湖南大學利用3D打印功能結構一體化金屬微點陣助力高性能鋅離子電池。另外，長春交大高能科技有限公司于2021年5月完成百萬級人民幣種子輪融資。南極熊相信，未來3D打印技術將會和電池和能源領域結合的更加緊密！

關于Sakuu Corporation

Sakuu Corporation總部位于美國加利福尼亞州圣何塞，前身為KeraCel Inc.，是一家工業(yè)解決方案提供商。公司的旗艦Sakuu的3D打印平臺是一個用于靈活、經(jīng)濟高效地大量生產(chǎn)復雜功能設備的多材料、多方法3D打印解決方案。這使能源行業(yè)內(nèi)的制造商能夠改善成本、性能和當前固態(tài)電池選件的范圍。除了能源以外，Sakuu還為航空航天和汽車、消費電子、物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療等許多其他領域提供了可能性。

參考閱讀：

1. Sakuu Poised to Unlock Mainstream Adoption of ElectricVehicles with World’s First EV Battery 3D Printer
2. Sakuu Corporation
3. “一夜爆紅”的固態(tài)電池，究竟是什么？