2 สิงหาคมข้อความวิศวกรสหรัฐฯได้พัฒนาวิธีการพิมพ์ 3 มิติมันเป็นไปได้ที่จะช่วยเพิ่มความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและค่าใช้จ่ายและอัตราการไหล
ถ้าขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีรูขุมขนด้วยกล้องจุลทรรศน์หรือช่องทางแล้วกำลังการผลิตของพวกเขาจะดีขึ้นมาก. ปัจจุบันขั้วไฟฟ้าที่มีรูพรุนที่ดีที่สุดประดิษฐ์โดยเติมแต่งซึ่งเป็นรูปทรงเรขาคณิตของการตกแต่งภายในข้ามซึ่งกันและกัน เพื่อให้ลิเธียมไอออนได้อย่างอิสระสามารถว่ายน้ำในแบตเตอรี่ระหว่างค่าใช้จ่ายและการปล่อย แต่นี้ไม่ได้ออกแบบที่ดีที่สุด
ทีมวิจัยที่นำโดยราหุลพันตารองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอนได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยมิสซูรีเพื่อพัฒนาวิธีการใหม่สำหรับอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ที่พิมพ์ด้วยเลเซอร์ 3 มิติซึ่งสามารถสร้างรูขุมขนควบคุมได้ โครงสร้างโลหะขนาดเล็กการค้นพบของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารการผลิตสารเติมแต่ง
Panat กล่าวว่าในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอิเล็กโทรดที่มีโครงสร้างมีรูพรุนสามารถให้ความจุได้มากขึ้นเนื่องจากโครงสร้างนี้ช่วยให้ไอออนลิเธียมจำนวนมากเข้าสู่ขั้วไฟฟ้าซึ่งสามารถใช้อิเลคโทรดได้สูงขึ้น และนำความจุสูงขึ้นในแบตเตอรี่ธรรมดา 30% ถึง 50% ของขั้วไฟฟ้าไม่ได้ใช้เราได้แก้ปัญหานี้ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์แบบ 3D และโครงสร้างไมโครอิเล็กโทรดที่ผลิตโดยการพิมพ์แบบ 3D สามารถทำให้ลิเธียม ไอออนสามารถขนส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในขั้วไฟฟ้าซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการชาร์จของแบตเตอรี่ด้วย '
โครงสร้างโลหะขนาดเล็กที่ใช้เป็นอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถเพิ่มกำลังการผลิตเฉพาะได้ 4 เท่าและมีกำลังการผลิตเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบ solid-state ของรัฐตามที่นักวิจัยจาก Carnegie Mellon University กล่าวว่าอิเลคโทรดกำลังไหลผ่าน หลังจากกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าจำนวน 40 กระบวนการโครงสร้างของโครงสร้าง 3D ขัดแตะก็ยังคงรักษาไว้
นักวิจัยจาก Carnegie Mellon University ได้พัฒนาวิธีการพิมพ์แบบ 3D ของตนเองโดยใช้ความสามารถในปัจจุบันของระบบการพิมพ์ 3Djetjet printing ของเครื่องพิมพ์แบบ airjet เพื่อสร้างโครงสร้างโลหะที่มีรูพรุนก่อนหน้านี้การวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่แบบ 3D จำกัด โดยเทคโนโลยีการพิมพ์อัดขึ้นรูปนั่นคือเทคโนโลยีการพิมพ์ที่สร้างโครงสร้างอย่างต่อเนื่องโดยการพ่นวัสดุผ่านหัวฉีดเฉพาะเฉพาะแบตเตอรี่ที่มีโครงขวางเท่านั้นที่สามารถผลิตได้ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์อัดขึ้นรูป
ด้วยวิธีการใหม่ที่พัฒนาขึ้นโดย Panat Labs นักวิจัยสามารถจัดวางแต่ละหยดเป็นโครงสร้างสามมิติเพื่อพิมพ์แบตเตอรีของแบตเตอรี่เทคโนโลยีนี้พิมพ์โครงสร้างที่มีคุณสมบัติทางเรขาคณิตที่ซับซ้อน ไม่สามารถพิมพ์วิธีพิมพ์แบบรีด
Panat กล่าวว่า "เนื่องจากหยดเหล่านี้ถูกแยกออกจากกันและกันเราจึงสามารถสร้างเรขาคณิตที่ซับซ้อนใหม่นี้ได้หากเป็นวัสดุที่ต่อเนื่องเช่นเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมเราไม่สามารถผลิตได้ โครงสร้างอิเล็กโทรดที่ซับซ้อนนี้เป็นสาขาใหม่ของการวิจัยก่อนหน้านี้ผมไม่คิดว่าใครจะสามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์แบบ 3D "นักวิจัยประเมินว่าเทคโนโลยีที่ได้จากวิธีการพิมพ์ 3D ใหม่นี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับ สามารถใช้งานในภาคอุตสาหกรรมได้ภายใน 2-3 ปี
