3D打印批量生產鋰電池！黑石工廠目標產能10GWh

導讀：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。現在，這家公司宣布將大規(guī)模生產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，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。

△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，如今的電池生產線通常非常單一、專業(yè)，一次只能生產一種電池。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”（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。

據報道，與傳統(tǒng)制造的同類產品相比，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正在為交通轉型和應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用在鋰電池方向，但該公司相信這種技術也適用于其他化學電池，包括固態(tài)電池。Blackstone稱，這項技術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內容，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無需鈷或鎳。

爭取10GWh產能

據悉，Blackstone Technology已將初始目標年產能設定為500 MWh，預計將在2022年底前完成目標。盡管尚未確定時間表，但增長計劃的第二階段目標是每年5GWh，第三階段最終目標是超過10GWh。

△3D打印固態(tài)電池生產工作流程

根據Blackstone Technology的董事總經理Holger Gritzka的說法，該公司的長期目標是按秒生產電池。“通過一個機器園區(qū)，可以快速、準確地打印出不同形狀、不同電極和電解質材料的電池，大規(guī)模且具有成本效益。”為實現這一目標，該公司將在2022年將Döbeln員工人數從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。目標是為電動巴士配備電池技術。

3D打印電池領域正在發(fā)展

儲能設備3D打印技術方面很大程度上是一個利基領域，大部分工作仍處于研究階段。在2021年10月份，瑞士聯邦材料科學與技術實驗室 (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，并用導電碳和石墨墨水圖案化。據稱，這種電池能夠承受數千次充電循環(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打印儲能設備專家Sakuu Corporation（前身為 KeraCel）在2021年8月開始建設一個新的試驗設施，用于生產3D打印固態(tài)電池。據報道，這條試驗線預計將于2022年年初完工，每年可生產高達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)電池試驗設施產能可高達2.5兆瓦。

△Sakuu即將推出的試驗生產線的效果圖。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，黑石引領下一代電動汽車技術
7. 擴張3D打印電池業(yè)務！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)電池試驗設施產能可高達2.5兆瓦