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造型尺寸将更灵活 用3D打印任意形状锂电池

电动汽车以及包括手机、笔记本电脑在内的大多数电子设备,通常会选择锂离子电池进行供电。目前,制造商必须要围绕着商用电池的尺寸和形状来设计他们的设备,不过近期科研人员已经找到了一种新型方式,借助3D打印技术来打印出任意形状的锂离子电池。

科学团队在《ACS Applied Energy Materials》上展示了他们的研究成果[PDF]。从理论上来说,3D打印技术可以制造几乎任何形状,包括电池、框架和电子元件在内的完整设备。不过目前3D打印所使用的聚合物(例如PLA)并非离子导体,这是打印电池的主要障碍。

为此Christopher Reyes,Benjamin Wiley及其同事开发出了能够使用廉价3D打印机完整打印锂离子电池的工艺。研究人员通过注入电解质溶液来增加PLA的离子电导率,此外在电池的阳极和阴极中参入石墨烯和多壁碳纳米管来增加电池的电导率。

为了展示3D打印电池的未来潜力,该团队使用该技术打印出了集成锂离子电池的LED手镯,内置电池可以为LED灯持续照明60秒时间。虽然目前第一代3D打印电池的容量要比商用电池低两个数量级,但是团队表示已经找到了多种方案来增加容量,例如使用电导率更高的材料替代PLA等等。

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