3D打印批量生產(chǎn)鋰電池,！黑石工廠目標(biāo)產(chǎn)能10GWh

導(dǎo)讀：為了進(jìn)軍電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，黑石公司Blackstone Resources于2019年成立了德國(guó)研發(fā)子公司黑石科技�,，F(xiàn)在,，這家公司宣布將大規(guī)模生產(chǎn)3D打印鋰電池。

南極熊獲悉,，瑞士投資公司Blackstone Resources已宣布在位于德國(guó)Döbeln的新制造工廠中批量生產(chǎn)3D打印電池,。該公司在過(guò)去兩年中一直在開(kāi)發(fā)和完善鋰電池3D打印技術(shù)，并在2021年12月7日的在線發(fā)布會(huì)上宣布首個(gè)大規(guī)模3D打印鋰電池工廠將開(kāi)工生產(chǎn),。

△位于德國(guó)Döbeln的新制造工廠,。圖片來(lái)自Blackstone Technology,。

Blackstone的3D打印電池

Blackstone表示,，如今的電池生產(chǎn)線通常非常單一、專(zhuān)業(yè),，一次只能生產(chǎn)一種電池,。而能源密集型過(guò)程通常非常昂貴，并且常常使用危險(xiǎn)溶劑作為電極原材料,。在這一方面,，Blackstone的“厚層技術(shù)”（Thick Layer Technology）能夠作為一種更靈活且更具成本效益的替代方案，在使用環(huán)保材料的同時(shí)涵蓋更廣泛的電池格式,。由于3D打印過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性,，Blackstone表示它甚至可以根據(jù)客戶的要求定制電池的大小和形狀,。

△Blackstone Technology的3D打印鋰電池,。圖片來(lái)自Blackstone Technology,。

據(jù)報(bào)道，與傳統(tǒng)制造的同類(lèi)產(chǎn)品相比,，這種工藝使該公司的能量密度提高了約20%,，密度高達(dá)220 Wh/kg。其他有點(diǎn)還包括節(jié)省高達(dá)15%的空間,、20 歐元/千瓦時(shí)的材料成本以及降低23%的生產(chǎn)能耗,。Blackstone Resources的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Ulrich Ernst透露，這項(xiàng)專(zhuān)利工藝依賴(lài)于一種環(huán)保的純水工藝,，可將廢料減少50%,。通過(guò)這種方式，Blackstone正在為交通轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化做出可持續(xù)貢獻(xiàn),。

△Blackstone Technology GmbH

雖然Blackstone目前開(kāi)始將這項(xiàng)技術(shù)用在鋰電池方向,，但該公司相信這種技術(shù)也適用于其他化學(xué)電池，包括固態(tài)電池,。Blackstone稱(chēng),，這項(xiàng)技術(shù)能夠使能量密度能夠再增加70%。盡管Blackstone并沒(méi)有透露太多技術(shù)內(nèi)容,，但是從之前的宣傳,，他們?cè)诠虘B(tài)電池方面使用了磷酸鋰鐵（LFP）陰極，并可能組合了其他金屬,。詳情請(qǐng)參考：突破性3D打印固態(tài)電池,！黑石磷酸鋰鐵陰極技術(shù)無(wú)需鈷或鎳。

爭(zhēng)取10GWh產(chǎn)能

據(jù)悉,，Blackstone Technology已將初始目標(biāo)年產(chǎn)能設(shè)定為500 MWh,，預(yù)計(jì)將在2022年底前完成目標(biāo),。盡管尚未確定時(shí)間表，但增長(zhǎng)計(jì)劃的第二階段目標(biāo)是每年5GWh,，第三階段最終目標(biāo)是超過(guò)10GWh,。

△3D打印固態(tài)電池生產(chǎn)工作流程

根據(jù)Blackstone Technology的董事總經(jīng)理Holger Gritzka的說(shuō)法，該公司的長(zhǎng)期目標(biāo)是按秒生產(chǎn)電池,�,！巴ㄟ^(guò)一個(gè)機(jī)器園區(qū)，可以快速,、準(zhǔn)確地打印出不同形狀,、不同電極和電解質(zhì)材料的電池，大規(guī)模且具有成本效益,�,！睘閷�(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該公司將在2022年將Döbeln員工人數(shù)從14人擴(kuò)大到38人,，并從萊比錫,、開(kāi)姆尼茨和德累斯頓等鄰近城市招募員工。

△5x5平方厘米的袋式電池,，帶有發(fā)光二極管

此外，Blackstone已經(jīng)在與合作伙伴L(zhǎng)iovolt（一家總部位于德國(guó)的能源公司）合作開(kāi)發(fā)雙極電池,。這使得鋰電池將包括多個(gè)串聯(lián)連接的堆疊電極,，其中陰極和陽(yáng)極材料將放置在公共電極載體上。Blackstone Resources的CMO Serhat Yilmaz表示,，公司的下一步是與合作伙伴ecovolta一起開(kāi)發(fā)電池系統(tǒng),，并且與Voith SE和Orten Electric Trucks合作。目標(biāo)是為電動(dòng)巴士配備電池技術(shù),。

3D打印電池領(lǐng)域正在發(fā)展

儲(chǔ)能設(shè)備3D打印技術(shù)方面很大程度上是一個(gè)利基領(lǐng)域,，大部分工作仍處于研究階段。在2021年10月份,，瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 (EMPA) 的研究人員使用3D打印制造了一種可持續(xù)的新型超級(jí)電容器,。全3D打印電池由柔性纖維素和甘油基板組成，并用導(dǎo)電碳和石墨墨水圖案化,。據(jù)稱(chēng),，這種電池能夠承受數(shù)千次充電循環(huán)，同時(shí)保持其容量,。詳情請(qǐng)參考：瑞士3D打印技術(shù)制造出可生物降解電池,。文獻(xiàn)地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202101328。

△EMPA研究人員的電池DIW 3D打印方法,。圖片來(lái)自《AM》。

另外,，3D打印儲(chǔ)能設(shè)備專(zhuān)家Sakuu Corporation（前身為 KeraCel）在2021年8月開(kāi)始建設(shè)一個(gè)新的試驗(yàn)設(shè)施,，用于生產(chǎn)3D打印固態(tài)電池。據(jù)報(bào)道,，這條試驗(yàn)線預(yù)計(jì)將于2022年年初完工,，每年可生產(chǎn)高達(dá)2.5MWh的固態(tài)電池。詳情請(qǐng)參考：固態(tài)電池新時(shí)代,！Sakuu公司新建3D打印固態(tài)電池試驗(yàn)設(shè)施產(chǎn)能可高達(dá)2.5兆瓦,。

△Sakuu即將推出的試驗(yàn)生產(chǎn)線的效果圖,。圖片來(lái)源于Sakuu公司

參考閱讀：

1. Blackstone Resources AG: Press conference on the marketlaunch of 3D-printed lithium-ion batteries will take place online on 07.12.2021
2. BLACKSTONE BEGINS SERIES PRODUCTION OF LITHIUM-IONBATTERIES USING 3D PRINTING TECHNOLOGY
3. Battery technology at Blackstone Resources
4. How Lithium Became a Hot Commodity | WSJ
5. 突破性3D打印固態(tài)電池,！黑石磷酸鋰鐵陰極技術(shù)無(wú)需鈷或鎳
6. 能量密度提高1倍的3D打印固態(tài)電池來(lái)了，黑石引領(lǐng)下一代電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)
7. 擴(kuò)張3D打印電池業(yè)務(wù),！黑石Blackstone子公司擬赴美上市
8. 黑石公司開(kāi)發(fā)3D打印固態(tài)電池
9. Scientists 3D print biodegradable battery with thepotential to slash electronic waste
10. 瑞士3D打印技術(shù)制造出可生物降解電池
11. 固態(tài)電池新時(shí)代,！Sakuu公司新建3D打印固態(tài)電池試驗(yàn)設(shè)施產(chǎn)能可高達(dá)2.5兆瓦