No dia 2 de agosto, engenheiros americanos desenvolveram um método de impressão 3D que pode aumentar muito a capacidade e a velocidade de carga e descarga das baterias de íons de lítio.
Se os eletrodos de uma bateria de íons de lítio contiverem poros ou canais microscópicos, sua capacidade será muito melhorada Atualmente, os eletrodos porosos ótimos feitos por aditivos têm sua geometria interna interdigitada. Pode deixar os íons de lítio nadarem livremente na bateria durante o carregamento e a descarga, mas esse não é o projeto mais ideal.
Uma equipe de pesquisa liderada por Rahul Panat, professor associado de engenharia mecânica na Universidade Carnegie Mellon, se uniu à Universidade de Missouri para desenvolver um novo método para eletrodos de bateria impressos em 3D que podem criar poros controlados. Estruturas metálicas microscópicas Suas descobertas foram publicadas no Journal of Additive Manufacturing.
Panat disse: "Em baterias de íons de lítio, eletrodos com uma estrutura porosa podem fornecer uma maior capacidade de armazenamento. Isso ocorre porque essa estrutura permite que uma grande quantidade de íons de lítio entre no eletrodo, o que pode alcançar uma maior utilização de eletrodos". E traz maior capacidade de armazenamento.Em baterias comuns, 30% a 50% dos eletrodos não são usados.Nós superamos esse problema pela tecnologia de impressão 3D, e a estrutura de microeletrodos fabricada pela impressão 3D pode produzir lítio Os íons são transportados com mais eficiência dentro do eletrodo, o que também melhora a velocidade de carregamento da bateria.
A estrutura micro-metal usada como um eletrodo de lítio-íon pode aumentar a capacidade específica por um fator de quatro e duplicar a capacidade da área em comparação com as convencionais baterias de estado sólido.Para os pesquisadores da Carnegie Mellon University, o eletrodo está passando Após 40 processos eletroquímicos, sua estrutura tridimensional complexa foi retida, o que também confirmou sua estabilidade mecânica.
Os investigadores na Carnegie Mellon University, por meio de fluxo de ar no sistema de capacidade de impressão de impressão em 3D existente, desenvolveram o seu próprio método de impressão em 3D, para criar uma estrutura de metal micro-porosa. Antes deste estudo, as baterias são de impressão em 3D extrusão é a tecnologia de impressão limitado, a tecnologia de impressão é uma estrutura contínua é formada por materiais de bicos de extrusão, por meio de tecnologia de impressão de extrusão pode produzir uma estrutura transversal célula.
O novo método desenvolvido no laboratório Panat, os investigadores podem rapidamente um gotículas individuais de um empilhados numa estrutura tridimensional, para imprimir um eléctrodo da bateria. Esta técnica tem uma estrutura complexa das características geométricas impressos, que é Os métodos tradicionais de impressão por extrusão não podem ser feitos.
Panat disse: "Como essas gotículas são separadas umas das outras, podemos criar essa nova geometria complexa. Se elas são materiais contínuos como a tecnologia tradicional de impressão por extrusão, não podemos fazê-lo." Essa estrutura complexa de eletrodos. Este é um novo campo de pesquisa. Antes disso, eu não achava que alguém pudesse criar essas estruturas complexas com a tecnologia de impressão 3D. ”Pesquisadores estimam que a tecnologia derivada desse novo método de impressão 3D é sobre Aplicações industriais podem ser realizadas em 2 a 3 anos.