8 월 2 일 미국 엔지니어들은 리튬 이온 배터리의 용량과 충전 및 방전 속도를 크게 높일 수있는 3D 인쇄 방법을 개발했습니다.
리튬 이온 배터리의 전극이 미세한 기공이나 채널을 포함하고 있다면 용량이 크게 향상 될 것입니다. 현재 첨가제로 만들어진 최적의 다공성 전극은 내부 구조가 서로 맞물려 있습니다. 그것은 리튬 이온이 충 방전 중에 배터리에서 자유롭게 움직일 수있게 해줄 수 있지만 이것이 가장 이상적인 설계는 아닙니다.
Carnegie Mellon University의 기계 공학 부교수 인 Rahul Panat가 이끄는 연구팀은 제어 된 모공을 만들 수있는 3D 인쇄 배터리 전극을위한 새로운 방법을 개발하기 위해 University of Missouri와 협력했습니다. 현미경으로 관찰 된 금속 구조. 연구 결과는 Journal of Additive Manufacturing에 게재되었습니다.
Panat은 "리튬 이온 전지에서, 상기 전극이 구성은 높은 활용을 달성 할 수있다 전극 전극으로 리튬 이온을 다량 수 있기 때문에 강하게 될 수있는 저장 용량이 다공질 구조를 갖는다. 높은 에너지 저장 용량을 초래한다. 정상 세포에서 30 내지 50 %가 활용되지 않는 전극. 우리는 3D 인쇄함으로써 이러한 문제를 극복 한 3D 인쇄 미세 리튬 전극 구조가 허용 제조 이온은 전극 내부에서보다 효율적으로 운반되어 배터리의 충전 속도를 향상시킵니다. '
리튬 이온 배터리 전극으로 사용되는 마이크로 금속 구조는 비 수용성 배터리를 4 배 증가시키고 기존의 고체 배터리와 비교하여 면적 용량을 두 배로 늘릴 수있다 .Carnegie Mellon University의 연구원에 따르면 전극은 40 개의 전기 화학적 공정 후에, 그들의 복잡한 3D 격자 구조가 유지되었고, 또한 기계적 안정성이 확인되었다.
카네기 멜론 대학 (Carnegie Mellon University) 연구원은 현재 에어젯 인쇄 3D 인쇄 시스템의 현재 기능을 사용하여 다공성 미세 구조의 금속 구조를 만드는 3D 인쇄 방법을 개발했습니다. 압출 인쇄 기술, 즉 노즐을 통해 재료를 압출하여 연속 구조를 형성하는 인쇄 기술로 제한됩니다. 교차 구조 전지 만 압출 인쇄 기술로 제조 할 수 있습니다.
Panat Labs가 개발 한 새로운 방법으로 연구자들은 개별 액 적을 빠르게 3 차원 구조로 쌓아서 배터리 전극을 인쇄 할 수 있습니다.이 기술은 복잡한 기하학적 특성을 가진 구조를 인쇄합니다. 전통적인 압출 인쇄 방법을 만들 수 없습니다.
Panat은 다음과 같이 말했습니다. "이러한 물방울들이 서로 분리되어 있기 때문에이 새로운 복잡한 형상을 만들 수 있습니다. 전통적인 압출 인쇄 기술과 같은 연속 소재라면 제작할 수 없습니다. 이 복잡한 전극 구조는 새로운 연구 분야이며 그 전에 3D 인쇄 기술로 복잡한 구조를 만들 수 있다고 생각하지 않았습니다. "연구원은이 새로운 3D 인쇄 방법에서 파생 된 기술은 산업용 어플리케이션은 2 ~ 3 년 내에 실현 될 수 있습니다.