國產(chǎn)全固態(tài)電池自動(dòng)化3D打印制造平臺(tái)正式發(fā)布

2023年7月，南極熊獲悉,，高能數(shù)造(西安)技術(shù)有限公司（以下簡稱“高能數(shù)造”）正式發(fā)布了新一代全固態(tài)電池小試規(guī)模的自動(dòng)化制造平臺(tái),，這標(biāo)志著借助電池3D打印技術(shù)國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)能獨(dú)立自主的實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池試樣的高效率、一體化生產(chǎn),。

△高能數(shù)造新一代全固態(tài)電池小試規(guī)模自動(dòng)化制造平臺(tái)

本次高能數(shù)造推出的全固態(tài)電池自動(dòng)化試樣制造平臺(tái),，嚴(yán)格意義上不僅是一臺(tái)簡單的電池制造設(shè)備，而是一條具備工業(yè)級(jí)潛力的"一體化制造全固態(tài)電池"的試樣生產(chǎn)線,。借助該產(chǎn)線可以快速實(shí)現(xiàn)電池漿料制備與電芯制備,，并最終實(shí)現(xiàn)電池一體化封裝成型。

高能數(shù)造新推出的這條基于3D打印技術(shù)的全固態(tài)電池自動(dòng)化試樣制造平臺(tái),，相較于傳統(tǒng)的固態(tài)電池制備技術(shù),，幾乎可以實(shí)現(xiàn)"零"原料損耗；在同等產(chǎn)能規(guī)模下可降低90%的人力成本（可實(shí)現(xiàn)1人獨(dú)立操作一條生產(chǎn)線）,，大大提升人員效率,；在電芯制備環(huán)節(jié)不僅可以實(shí)現(xiàn)10μm級(jí)高精度電解質(zhì)薄膜制備，而且啊可根據(jù)研發(fā)需要實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)電極的制備,，為未來新電池開發(fā)帶來更多可能,。

整個(gè)制造平臺(tái)包含四大組成部分，分別是制漿系統(tǒng),、制芯系統(tǒng),、封裝系統(tǒng)、氣氛保護(hù)系統(tǒng),。

制漿系統(tǒng)主要是將電極粉末與溶劑,、穩(wěn)定劑和氧化劑進(jìn)行充分混合，確保電池漿料混合均勻,、穩(wěn)定性強(qiáng)且質(zhì)量均一,。

制芯系統(tǒng)是高能數(shù)造目前的核心技術(shù)系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)制芯工藝,，高能數(shù)造的電池3D打印工藝,，可以實(shí)現(xiàn)電芯的一體化制備，不需要經(jīng)過傳統(tǒng)的正負(fù)極涂覆,、多次切片等復(fù)雜步驟,。生產(chǎn)環(huán)節(jié)的減少，既提升了生產(chǎn)效率又提高了產(chǎn)品良率,。結(jié)合自研的電池3D打印設(shè)備TOP.E M20,，高能數(shù)造已成功實(shí)現(xiàn)10μm層厚電解質(zhì)薄膜制備，并可實(shí)現(xiàn)具有多種空間結(jié)構(gòu)電極的打印制備,，為新電池研發(fā)及科研驗(yàn)證提供有力的裝備支撐,。

高能數(shù)造的一體化封裝系統(tǒng)不僅能和傳統(tǒng)產(chǎn)線一樣實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化電池外殼封裝，還可借助3D打印技術(shù)，輕松實(shí)現(xiàn)定制化電池外殼的制備與封裝,。

同時(shí),，本次高能數(shù)造發(fā)布的制造平臺(tái)集成了全流程氣氛保護(hù)系統(tǒng)，確保了電芯制造過程的環(huán)境穩(wěn)定性,。

這一制造平臺(tái)的成功開發(fā)主要基于高能數(shù)造自主研發(fā)的專用于電池制造的漿料擠出層疊（SEL）增材制造技術(shù),。依托這一技術(shù)基礎(chǔ),，結(jié)合自主開發(fā)的高效率,、多噴頭打印系統(tǒng)，高能數(shù)造實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有獨(dú)特設(shè)計(jì)3D結(jié)構(gòu)電池的一體化制造,。這不僅讓電池的制造過程變得更加簡捷高效,，更讓在電池內(nèi)部實(shí)現(xiàn)獨(dú)特設(shè)計(jì)的3D結(jié)構(gòu)路徑成為可能，為全固態(tài)電池的大規(guī)模生產(chǎn)提供了全新的智造解決方案,。

電池制造工藝的顛覆與創(chuàng)新——3D打印為高性能電池的設(shè)計(jì)制造插上騰飛的翅膀

△2023年7月15日,，第一屆電池3D打印大會(huì)在深圳大學(xué)舉行。這場由南極熊3D打印網(wǎng),、深圳大學(xué)增材制造研究所聯(lián)合發(fā)起的研討會(huì),，引起大量專業(yè)人士的關(guān)注，現(xiàn)場匯聚來自全國各地的100多位3D打印,、大學(xué),、新能源、投資等領(lǐng)域的嘉賓,，進(jìn)行了一場輕松而又充滿干貨的交流,。這是國內(nèi)首次公開的電池3D打印交流活動(dòng)。

高能數(shù)造作為國內(nèi)鮮有的主營3D打印電池的公司,，其聯(lián)合創(chuàng)始人,、CTO楊康博士，為觀眾帶來了“電池制造工藝的顛覆與創(chuàng)新——3D打印為高性能電池的設(shè)計(jì)制造插上騰飛的翅膀”,，并現(xiàn)場展示了3D打印的電池,。

△高能數(shù)造3D打印電池

“3D打印的固態(tài)電池，剪開它也是安全性比較高的,，能不會(huì)短路起火,。我們最薄可做到300~400微米一個(gè)電池�,！�

“美國SAKUU的3D打印電池,，據(jù)說已經(jīng)準(zhǔn)備交付了，其工藝路線似乎是絲網(wǎng)印刷的,。絲網(wǎng)印刷我們自己也試了一下,，單層一致性也做不好，另外它對(duì)絲網(wǎng)的工藝要求也比較高,，我們自己做的時(shí)候發(fā)現(xiàn)它粘附漿料,，然后會(huì)導(dǎo)致極片的一致性變差,。疊層涂覆的時(shí)候也會(huì)有問題，他們可能在這些方面有一些比較好的技術(shù)積累,，非常推崇3d打印,，對(duì)于形狀結(jié)構(gòu)這些可能設(shè)計(jì)更加自由，能夠去變相的提升用電器的續(xù)航,�,！�

“把電極做厚是比較難的，我們能夠利用3D打印工藝去做電極,，然后在內(nèi)部設(shè)計(jì)一些孔道結(jié)構(gòu),，方便電解液的浸潤，離子傳輸就會(huì)比較好,�,！�

“跟我們有接觸的做3C消費(fèi)電子的廠商，也在嘗試做快速的充放,，這個(gè)在電極的正負(fù)極里面都會(huì)有應(yīng)用,。”

“我們主要推的是利用3D打印的工藝去做全固態(tài)電池,，主要問題集中在界面上,，所以我們首先想到的就是利用3D打印技術(shù)去設(shè)計(jì)電解質(zhì)和電極的界面結(jié)構(gòu)，能夠去增大兩者之間的接觸,�,！�

“高能量密度電池，就是把一些沒有化學(xué)活性的部分質(zhì)量降到最低,，所以我們就爭取把定制隔膜做最薄,，利用我們現(xiàn)在的3D打印機(jī)，最薄可以做到7微米,，然后也能做的比較厚,，19微米、20微米也可以,�,！�

“原位固化就是用3D打印去做電極與電解質(zhì)的原位固化，是傳統(tǒng)的固態(tài)電池工業(yè)解決不了的,，就是說能夠用原位固化的方式去改善兩者之間的界面,，讓他們兩者之間的界面接觸得非常好�,！�

“我們現(xiàn)在的3D打印電池,，不但性能達(dá)標(biāo)，在某些情況下，生產(chǎn)成本已經(jīng)比傳統(tǒng)工藝低30%,�,！�