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3D打印可以让智能手机电池使用寿命更长

  卡内基梅隆大学的工程师开发出一种3D打印电池电极的新方法,可创建具有可控孔隙率的3D微晶格结构。他们的3D打印方法可以大大提高锂离子电池的容量和充放电率。

  如果他们的电极有毛孔和通道,锂离子电池容量可以大大提高。到目前为止,通过增材制造产生最佳多孔电极的内部几何形状是叉指几何形状,这允许锂通过电池传输在充电和放电期间有效。


横截面视图


  在普通电池中,未使用占总电极体积的30-50%。他们的方法通过使用3D打印克服了这个问题,我们创建了一个微晶格电极架构,允许锂通过整个电极的有效传输,这也提高了电池充电速率。


  用作锂离子电池的电极的微晶格结构(Ag)显示出以几种方式改善电池性能,例如与固体块(Ag)电极相比,比容量增加四倍并且面积容量增加两倍。此外,电极在40个电化学循环后保留其复杂的3D晶格结构,证明了它们的机械强度。



用于电化学循环的锂离子电池的3D打印电极的SEM图像


  目前,3D打印电池的工作仅限于基于挤出的打印,其中材料线从喷嘴挤出,形成连续的结构。研究人员开发了自己的3D打印方法,以创建多孔微格结构。通过这种方法,研究人员能够通过将各个液滴逐个快速组装成3D结构来3D打印电池电极。所得到的结构具有使用典型挤出方法不可能制造的复杂几何形状。

 

  由于这些液滴彼此分离,可以创造出这些新的复杂几何形状。这是一个新事物。这种3D打印方法对于消费电子,医疗设备行业以及航空航天应用非常重要。研究人员估计,该技术将在大约2 - 3年内准备好转化为工业应用。

2018-08-01 15:08:10 来源:中国3D打印网   
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