2 अगस्त को, अमेरिकी इंजीनियरों ने एक 3 डी प्रिंटिंग विधि विकसित की है जो लिथियम-आयन बैटरी की क्षमता और चार्ज और निर्वहन गति को काफी बढ़ा सकती है।
यदि लिथियम-आयन बैटरी के इलेक्ट्रोड में माइक्रोस्कोपिक छिद्र या चैनल होते हैं, तो उनकी क्षमता में काफी सुधार होगा। वर्तमान में, additives द्वारा बनाए गए इष्टतम छिद्रित इलेक्ट्रोड में उनकी आंतरिक ज्यामिति अंतःस्थापित होती है। चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान यह लिथियम आयनों को बैटरी में स्वतंत्र रूप से तैरने दे सकता है, लेकिन यह सबसे आदर्श डिजाइन नहीं है।
कार्नेगी मेलॉन विश्वविद्यालय राहुल Panat में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर विज्ञान और प्रौद्योगिकी के मिसौरी विश्वविद्यालय के साथ सहयोग में एक अनुसंधान दल का नेतृत्व किया, वे 3 डी मुद्रण सेल इलेक्ट्रोड के लिए एक नई विधि का विकास किया है, इस विधि बना सकते हैं pores नियंत्रित किया है सूक्ष्म धातु संरचना। अपने निष्कर्षों "additive विनिर्माण" पत्रिका में प्रकाशित किया गया है।
पैनाट ने कहा: 'लिथियम-आयन बैटरी में, एक छिद्रपूर्ण संरचना वाले इलेक्ट्रोड अधिक भंडारण क्षमता प्रदान कर सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह संरचना इलेक्ट्रोड में प्रवेश करने के लिए बड़ी मात्रा में लिथियम आयनों की अनुमति देती है, जो उच्च इलेक्ट्रोड उपयोग प्राप्त कर सकती है। और यह उच्च भंडारण क्षमता लाता है। सामान्य बैटरी में, इलेक्ट्रोड के 30% से 50% का उपयोग नहीं किया जाता है। हमने 3 डी प्रिंटिंग तकनीक द्वारा इस समस्या को दूर किया है, और 3 डी प्रिंटिंग द्वारा निर्मित माइक्रो-इलेक्ट्रोड संरचना लिथियम बना सकती है आयनों को इलेक्ट्रोड के अंदर अधिक कुशलता से पहुंचाया जाता है, जो बैटरी की चार्जिंग गति में भी सुधार करता है। '
लिथियम-आयन बैटरी इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग की जाने वाली सूक्ष्म धातु संरचना पारंपरिक ठोस-राज्य बैटरी की तुलना में चार कारकों से विशिष्ट क्षमता को बढ़ा सकती है और क्षेत्रीय क्षमता को दोगुनी कर सकती है। कार्नेगी मेलॉन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के मुताबिक, इलेक्ट्रोड गुजर रहा है 40 इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के बाद, उनकी जटिल 3 डी जाली संरचना को बरकरार रखा गया, जिसने उनकी यांत्रिक स्थिरता की पुष्टि भी की।
कार्नेगी मेलॉन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने छिद्रपूर्ण माइक्रोस्कोपिक धातु संरचनाओं को बनाने के लिए एयरजेट प्रिंटिंग 3 डी प्रिंटिंग सिस्टम की वर्तमान क्षमताओं का उपयोग करके अपनी खुद की 3 डी प्रिंटिंग विधियों का विकास किया है। इससे पहले, 3 डी मुद्रित बैटरी अनुसंधान एक्सट्रूज़न प्रिंटिंग टेक्नोलॉजी द्वारा सीमित, यानी, प्रिंटिंग तकनीक जो नोजल के माध्यम से सामग्री को बाहर निकालने के द्वारा निरंतर संरचना बनाती है। केवल क्रॉस-संरचित बैटरी एक्सट्रूज़न प्रिंटिंग तकनीक द्वारा निर्मित की जा सकती है।
पैनाट लैब्स द्वारा विकसित नई विधि के साथ, शोधकर्ता बैटरी इलेक्ट्रोड को मुद्रित करने के लिए व्यक्तिगत बूंदों को त्रि-आयामी संरचना में जल्दी से ढेर कर सकते हैं। यह तकनीक जटिल ज्यामितीय गुणों के साथ संरचनाओं को प्रिंट करती है। पारंपरिक बाहर निकालना मुद्रण विधियों को नहीं बनाया जा सकता है।
Panat ने कहा: 'इन बूंदों एक दूसरे से अलग कर रहे हैं, इसलिए हम इस नए परिसर ज्यामितीय संरचना बनाने के कर सकते हैं अगर वे पारंपरिक बाहर निकालना मुद्रण निरंतर सामग्री में इस्तेमाल तकनीक की तरह की तरह हैं, इसलिए हम नहीं दे सकता। इस जटिल इलेक्ट्रोड संरचनाओं। इस शोध के एक नए क्षेत्र से पहले मुझे नहीं लगता कि किसी को भी 3 डी मुद्रण प्रौद्योगिकी के साथ इन जटिल संरचना बनाने के कर सकते हैं करते हैं। 'शोधकर्ताओं का अनुमान है कि इस नई विधि के बारे में 3 डी मुद्रण प्रौद्योगिकी से ली गई 2-3 साल में यह औद्योगिक अनुप्रयोगों को प्राप्त करने में सक्षम हो जाएगा।