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：為了進軍電動汽車市場,，黑石公司Blackstone Resources于2019年成立了德國研發(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Döbeln的新制造工廠中批量生產(chǎn)3D打印電池。該公司在過去兩年中一直在開發(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)布會上宣布首個大規(guī)模3D打印鋰電池工廠將開工生產(chǎn),。

△位于德國Döbeln的新制造工廠,。圖片來自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,、專業(yè)，一次只能生產(chǎn)一種電池,。而能源密集型過程通常非常昂貴,，并且常常使用危險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)保材料的同時涵蓋更廣泛的電池格式。由于3D打印過程的動態(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。圖片來自Blackstone Technology,。

據(jù)報道,，與傳統(tǒng)制造的同類產(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220 Wh/kg,。其他有點還包括節(jié)省高達15%的空間、20 歐元/千瓦時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,，這項專利工藝依賴于一種環(huán)保的純水工藝,，可將廢料減少50%。通過這種方式,，Blackstone正在為交通轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化做出可持續(xù)貢獻,。

△Blackstone Technology GmbH

雖然Blackstone目前開始將這項技術(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，這項技術(shù)能夠使能量密度能夠再增加70%,。盡管Blackstone并沒有透露太多技術(shù)內(nèi)容,，但是從之前的宣傳，他們在固態(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)無需鈷或鎳,。

爭取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)計將在2022年底前完成目標(biāo),。盡管尚未確定時間表,，但增長計劃的第二階段目標(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的說法,，該公司的長期目標(biāo)是按秒生產(chǎn)電池�,！巴ㄟ^一個機器園區(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�,！睘閷崿F(xiàn)這一目標(biāo),，該公司將在2022年將Döbeln員工人數(shù)從14人擴大到38人，并從萊比錫,、開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Liovolt（一家總部位于德國的能源公司）合作開發(fā)雙極電池。這使得鋰電池將包括多個串聯(lián)連接的堆疊電極，其中陰極和陽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)是為電動巴士配備電池技術(shù),。

3D打印電池領(lǐng)域正在發(fā)展

儲能設(shè)備3D打印技術(shù)方面很大程度上是一個利基領(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)實驗室 (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，這種電池能夠承受數(shù)千次充電循環(huán),，同時保持其容量,。詳情請參考：瑞士3D打印技術(shù)制造出可生物降解電池。文獻地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202101328,。

△EMPA研究人員的電池DIW 3D打印方法,。圖片來自《AM》,。

另外，3D打印儲能設(shè)備專家Sakuu Corporation（前身為 KeraCel）在2021年8月開始建設(shè)一個新的試驗設(shè)施,，用于生產(chǎn)3D打印固態(tài)電池,。據(jù)報道，這條試驗線預(yù)計將于2022年年初完工,，每年可生產(chǎn)高達2.5MWh的固態(tài)電池,。詳情請參考：固態(tài)電池新時代！Sakuu公司新建3D打印固態(tài)電池試驗設(shè)施產(chǎn)能可高達2.5兆瓦,。

△Sakuu即將推出的試驗生產(chǎn)線的效果圖。圖片來源于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)無需鈷或鎳
6. 能量密度提高1倍的3D打印固態(tài)電池來了,，黑石引領(lǐng)下一代電動汽車技術(shù)
7. 擴張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)電池新時代,！Sakuu公司新建3D打印固態(tài)電池試驗設(shè)施產(chǎn)能可高達2.5兆瓦