LLNL和AMPCERA合作3D打印锂离子电池阴极

时间：2022-07-04 08:55 来源：中国3D打印网作者：admin 阅读：次

中国3D打印网7月4日讯，劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 与电池材料专家 Ampcera 合作，使用 3D 打印技术开发下一代锂电池阴极。该项目得到美国能源部先进制造办公室 150 万美元的支持，研究合作伙伴将利用无溶剂激光粉末床融合 (LPBF) 工艺。这项工作的目的是创建独特的 3D 电池结构，能够更快地充电和更高的能量密度，同时削减制造成本和降低能耗。
“我赞赏能源部在加州投资数百万美元用于创新清洁能源项目，”美国参议员亚历克斯·帕迪拉 (Alex Padilla) 说。 “实现我们的排放目标和应对气候危机需要齐心协力开发新技术——包括更好的锂离子电池。今天的研究将使我们能够在未来几年创造一个强大的清洁能源经济。”

选择 3D 打印有望降低成本并提高性能。图片来自 LLNL。
对高性能电池的需求
       一些行业专家如材料供应商 6K 的首席执行官 Aaron Bent 估计，未来十年锂离子电池市场将增长十倍。随着电动汽车行业以及电信备份、数据中心和发电厂的兴起，未来的锂离子电池需要以更低的成本提供更高的能量和功率密度。据 LLNL 称，当今广泛使用的基于浆料浇铸和涂层的电池制造技术正在努力推进上述指标。这些方法利用能源密集型工艺，并依赖危险溶剂作为电极的原材料。
     此外，它们基于专门的生产线，一次只能生产一种类型的电池，这意味着在电池几何形状方面没有设计灵活性。
3D打印方法
         由该项目首席研究员叶建超领导的团队现在正在寻求使用 LPBF 将正极粉末混合物热熔到铝集流体上，以创建定制的高性能电池结构。由于其在固态电解质和电极材料方面的专业知识，Ampcera 将提供阴极粉末，而 LLNL 将进行 3D 打印操作。LLNL 声称，通过消除阴极溶剂的使用，它可以实现大批量电池制造并提高生产率。添加剂方法还有望降低整体能源消耗和成本，并提高能量密度。叶建超补充说：“环保工艺允许加工厚的高容量 3D 阴极结构，使锂离子电池能够在 15 分钟或更短的时间内达到 80% 的快速充电目标。”展望未来，在评估其在该领域的表现之前，两家组织将继续密切合作以开发 3D 打印电池。
         Ampcera 的联合创始人兼首席技术官杜辉总结道：“LLNL 与 Ampcera 的合作将加速用于高性能锂电池制造的超快速和低成本 L-PBF 增材制造技术的开发和商业化。在开发出 3D 结构正极后，我们希望将该技术扩展到负极设计，并进一步探索其在具有更高能量和功率密度的全固态锂金属电池中的应用。”

劳伦斯利弗莫尔国家实验室。照片来自美国能源部。
中国3D打印点评：储能设备的 3D 打印在很大程度上是一个利基领域，但也有公司致力于将该技术商业化。今年早些时候，专注于电池技术的瑞士投资公司 Blackstone Resources 宣布，预计最早将于 2025 年开始将新的 3D 打印钠离子电池设计商业化。该公司自己的德国研发子公司 Blackstone Technology 将与一个由学术和工业合作伙伴组成的联盟，将在未来三年内在现实世界的用例中展示其 3D 打印固态电池。
在其他地方，电池 3D 打印专家 Sakuu Corporation 最近在其锂金属电池的开发方面达到了一个新的里程碑，达到了 800 Wh/L 的基准能量密度。据该公司称，这一成就是其向 2023 年实现超过 1,200 Wh/L 的全 3D 打印固态电池路线图迈出的重要一步。

(责任编辑：admin)

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