3D打印固態(tài)電池，KeraCel獲得日本汽車零部件制造商Musashi投資

3D打印電池,，之前在一些學術(shù)雜志上發(fā)表過不少相關(guān)文章,，但是一直未能應(yīng)用于實際產(chǎn)業(yè)中。2019年5月份,，美國加州Keracel宣稱,，在生產(chǎn)陶瓷固態(tài)鋰電電池方面，已經(jīng)突破了多項難關(guān)與挑戰(zhàn),，并取得了最新成功,。通過3D打印技術(shù)通過統(tǒng)一打印電池元件和無縫接口的能力非常具有挑戰(zhàn)性，為了成功地構(gòu)建電池結(jié)構(gòu),，使其在生產(chǎn)過程與組裝過程不存在任何缺陷,，公司研發(fā)人員在材料和工藝技術(shù)方面進行了大量的研發(fā)工作。

2019年8月9日,，南極熊從外媒獲悉,，日本汽車零部件制造商Musashi Seimitsu Industry宣布與先進的電池技術(shù)專家KeraCel建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，目標是加速3D打印固態(tài)電池的發(fā)展,。

作為此次合作的一部分,，Musashi已經(jīng)對KeraCel進行了投資，以推動其3D打印電池向大批量生產(chǎn)方向發(fā)展,。他們首先將該技術(shù)應(yīng)用于摩托車行業(yè),，然后再去適應(yīng)更廣泛的汽車行業(yè)。 KeraCel董事長兼首席執(zhí)行官Robert Bagheri表示：“通過與Musashi建立合作,，使KeraCel能夠為汽車市場開發(fā)安全,，高能的電池。

用于摩托車的固態(tài)電池

固態(tài)電池與標準鋰離子電池不同,，因為它們用固體代替液體或聚合物凝膠電解質(zhì),。這樣可以使得電池更小，容量更大并且使用起來更安全,。固態(tài)電池帶來的諸多好處使得許多大型汽車公司,，如豐田,，寶馬和本田，都在為其電動汽車開發(fā)出類似的解決方案,。

△標準鋰電池（左）與全固態(tài)電池對比

KeraCel成立于2016年,，正在開發(fā)并推出使用專有3D打印方法制造的固態(tài)電池。 KeraCel電池中使用的固體材料是陶瓷,，在KeraCel的方法中,，陶瓷材料層非常薄，減少了非活性材料的開銷量,，并增加了潛在的能量密度。據(jù)說與現(xiàn)有的鋰離子電池相比,，電池的能量增加了一倍,，成本降低了一半。 3D打印還允許KeraCel制造任何形狀或尺寸的電池,，以滿足多種應(yīng)用,。

△常見固態(tài)電池結(jié)構(gòu)圖，來源百度百科

Musashi總裁兼首席執(zhí)行官Hiroshi Otsuka評論道：“我們很高興與KeraCel一起探索固態(tài)電池的技術(shù)創(chuàng)新,，Musashi對KeraCel 3D打印電池技術(shù)的投資符合公司在保護環(huán)境的同時推動可持續(xù)能源和增長的愿景,。”

△Musashi Seimitsu生產(chǎn)的摩托車部件

3D打印電池

固態(tài)鋰電目前處于領(lǐng)先地位的是美國的SolidEnergy和汽車巨頭豐田,，這兩家企業(yè)的固態(tài)電池產(chǎn)品能量密度已經(jīng)顯著優(yōu)于當前的鋰離子電池,，并已經(jīng)有相關(guān)產(chǎn)品或明確的量產(chǎn)計劃。

△SolidEnergy公司的電池技術(shù)與iPhone鋰電池對比

豐田已經(jīng)計劃在2030年前向電池領(lǐng)域投入研發(fā)資金130億美元,，其中就包括鋰離子電池路線推進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化,，實驗室產(chǎn)品能量密度達到400Wh/Kg，并預計2022年推出車用全固態(tài)鋰電池,，并將在2025年實現(xiàn)量產(chǎn),。

各種研究機構(gòu)也在嘗試多種不同的固態(tài)電池生產(chǎn)方法。 2018年,，卡內(nèi)基梅隆大學（CMU）和密蘇里科技大學的科學家們應(yīng)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)高容量鋰離子電池,。當時這項研究被研究作者視為“3D電池的一項重大進步”，有可能改變所有便攜式電子設(shè)備,，從智能手機到筆記本電腦和游戲機,。

德克薩斯州立大學和北卡羅來納州杜克大學的研究人員使用桌面3D打印機和PLA線材，還發(fā)現(xiàn)了一種將鋰離子電池制作成可穿戴設(shè)備和紐扣電池的經(jīng)濟有效的方法,。

最近在2019年,，勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員3D打印出一種全液體裝置，用于化學合成電池和藥物配方,。


編譯自：3dprintingindustry