Août 2 Message, les ingénieurs américains ont mis au point une méthode d'impression 3D, il est possible d'améliorer considérablement la capacité de la batterie au lithium-ion et une charge et décharge taux.
Si l'électrode d'une batterie au lithium-ion contenant des pores ou des canaux microscopiques, leur capacité sera grandement améliorée. Actuellement, la meilleure électrode poreuse fabriquée par l'additif, qui est la géométrie de l'intérieur se croisent, qui Il peut laisser les ions de lithium nager librement dans la batterie pendant la charge et la décharge, mais ce n'est pas la conception la plus idéale.
Une équipe de recherche dirigée par Rahul Panat, professeur agrégé de génie mécanique à l'Université Carnegie Mellon, s'est associée à l'Université du Missouri pour développer une nouvelle méthode pour les électrodes de batterie imprimées en 3D qui peuvent créer des pores contrôlés. Structures métalliques microscopiques Leurs résultats ont été publiés dans le Journal of Additive Manufacturing.
Panat a déclaré: «Dans les batteries lithium-ion, les électrodes avec une structure poreuse peuvent fournir une plus grande capacité de stockage, car cette structure permet à une grande quantité d'ions lithium d'entrer dans l'électrode, ce qui permet une utilisation plus élevée. Dans les batteries ordinaires, 30% à 50% des électrodes ne sont pas utilisées, nous avons surmonté ce problème grâce à la technologie d'impression 3D, et la structure de la micro-électrode fabriquée par l'impression 3D peut faire du lithium. Les ions sont transportés plus efficacement à l'intérieur de l'électrode, ce qui améliore également la vitesse de chargement de la batterie.
La structure micro-métallique utilisée comme électrode de batterie au lithium-ion peut augmenter la capacité spécifique d'un facteur quatre et le double de la capacité de surface par rapport aux batteries classiques à semi-conducteurs. Après 40 processus électrochimiques, leur structure en treillis 3D complexe a été conservée, ce qui a également confirmé leur stabilité mécanique.
Les chercheurs de l'Université Carnegie Mellon ont développé leurs propres méthodes d'impression 3D en utilisant les capacités actuelles des systèmes d'impression 3D à jet d'air pour créer des structures métalliques microscopiques poreuses. Limitée par la technologie d'impression par extrusion, c'est-à-dire la technologie d'impression qui forme une structure continue en extrudant le matériau à travers la buse Seule la batterie structurée peut être fabriquée par la technologie d'impression par extrusion.
Grâce à la nouvelle méthode développée par Panat Labs, les chercheurs peuvent rapidement empiler des gouttelettes individuelles dans une structure tridimensionnelle pour imprimer les électrodes de la batterie, ce qui permet d'imprimer des structures aux propriétés géométriques complexes. Les méthodes traditionnelles d'impression par extrusion ne peuvent pas être réalisées.
Panat dit: « Etant donné que ces gouttelettes sont séparées les unes des autres, de sorte que nous pouvons créer ces nouvelles structures géométriques complexes si elles sont le genre de technique classique d'impression d'extrusion utilisé dans le matériau en continu, on ne peut pas produire. cette structure d'électrodes complexes. c'est un nouveau domaine de recherche avant que je ne pense pas que quiconque puisse créer ces structures complexes avec la technologie d'impression 3D. « estiment les chercheurs que cette nouvelle méthode dérivée de la technologie d'impression 3D sur les en 2-3 ans, il sera en mesure de réaliser des applications industrielles.
