加州大學材料科學家獲得90萬美元,，用于開發(fā)3D打印鋰離子電池技術

南極熊導讀，鋰電池可以被認為新能源汽車的心臟,，它們直接影響了汽車的重要性能指標,。目前,，人們希望通過3D打印技術,，開發(fā)出新一代的鋰離子電池,。它需要具備更低的成本和更高的能量功率密度，以及更加對環(huán)境友好,。

△傳統(tǒng)的鋰離子電池,，無論是在厚度，重量,，結構,，安全性,，都不足以滿足未來使用需求

2022年8月4日,，加州大學洛杉磯分校Samueli工程學院的材料科學家Bruce Dunn，和加州大學洛杉磯分校日本玻璃板公司主席Morris Wang的帶領下,，與勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的同事一起,，被選中獲得美國能源部（DOE）一筆90萬美元（約608萬人民幣）的撥款，將利用3D打印技術的設計優(yōu)勢,，開發(fā)新一代鋰離子電池,。

美國能源部與3D打印技術
3D打印鋰電池的潛力是巨大的。至少，這是能源部所相信的,。正如該部門在過去兩個月內,，先后共計投資240萬美元（約1621萬人民幣）用于該領域的研究資助。

關于另一筆資金,，就在今年6月底,，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室宣布與Ampcera公司合作，能源部提供150萬美元的資金,，開發(fā)無溶劑激光粉末床熔融3D打印技術,，用于制造3D結構的鋰電池陰極。

△2021年,，Ampcera研發(fā)的全陶瓷致密固態(tài)電解質隔膜片（25um厚度,，50mmx100mm尺寸，柔韌且無缺陷,，室溫離子電導率~1mA/cm）

關于Ampcera
該公司認為3D打印技術,，是一種更環(huán)保的工藝，能夠以高容量加工大型3D陰極結構,。盡管L-PBF技術最初是為金屬零件的 3D 打印而開發(fā)的,，但LLNL的科學家和該項目的首席研究員葉建超，正計劃使用這種增材制造技術,，將正極粉末混合物熱粘合到鋁基流體上,，并生成獨特的3D結構，以實現(xiàn)更快的充電和更高能量密度的電池,。

他表示：“增材工藝允許處理高容量3D陰極結構,，使鋰離子電池能夠在15分鐘或更短的時間內達到80%的快速充電目標。通過消除溶劑,，超高速的激光加工技術,，允許大規(guī)模電池制造，具有更高的產量,、更低的能耗和成本,，并可能提高功率和能量密度�,！�

△Bruce Dunn和Morris Wang

關于加州大學
Dunn,，是加州大學洛杉磯分校的材料科學和工程教授，同時也是加州大學洛杉磯分校材料科學和工程教授的Wang是聯(lián)合首席調查員,。從本月起擔任工程學院的臨時院長,。他將擔任該項目的主要研究人員，該項目是資助清潔能源技術5790萬美元（約3.9億人民幣）,，整體計劃中的一部分,。

該團隊的目標是通過提高可用功率,，加快充電速度，并使其制造成本更低,，同時在此過程中浪費更少的材料來改進鋰離子電池,。3D打印技術，允許創(chuàng)建一個更復雜的內部電池結構,，可以儲存更多的能量,，這是一個對新的制造工藝至關重要的發(fā)展。

鋰離子電池具有出色的能量重量比,，已經(jīng)廣泛用于當今手機,、筆記本電腦、電動汽車和一系列其他消費產品,。然而,，它們所能提供的能量和充電的速度是有限的，目前科學家們,，希望通過3D打印特殊的構建能力,，來得到實現(xiàn)質的改變。