가이드
최근 듀크 대학 (Duke University)과 텍사스 주립 대학 (Texas State University)의 연구자들은 거의 모든 형태의 리튬 이온 배터리를 3D로 인쇄하는 새로운 방법을 개발했습니다.
배경
리튬 이온 배터리는 충전식 배터리로, 주로 양극과 음극 사이를 이동하는 리튬 이온에 의존합니다. 충전 및 방전 중에 Li +가 두 전극 사이에 삽입 및 분리됩니다. 충전 중에 Li +가 양극에서 충전됩니다. 탈락 (Deintercalation)은 전해질이 음극에 내장 된 후에 음극이 리튬이 풍부한 상태에 있고, 방전 될 때 그 반대가 사실입니다.
2. 전기 자동차 및 대부분의 전자 장치 (예 : 휴대폰 및 랩톱)는 리튬 이온 배터리로 작동합니다.
지금까지 제조사는 상용 리튬 이온 배터리를 기반으로 장비를 설계해야했습니다.
혁신
그러나 최근 듀크 대학 (Duke University)과 텍사스 주립 대학 (Texas State University) 연구진은 거의 모든 형태의 리튬 이온 배터리를 3D로 인쇄하는 새로운 방법을 개발했다.
그들의 연구 결과는 American Chemical Society의 "ACS Applied Energy Materials"라는 국제 저널에 발표되었습니다.
기술
현재, 리튬 이온 전지의 시장의 대부분은 원통형 또는 직육면체이다. 따라서, 제조자는 휴대 전화의 디자인으로 제품을 설계 할 때, 특정 크기 및 배터리의 형상이 낭비 공간과 디자인에 대비해야 계획은 제한되어 있습니다.
이론적으로 3D 프린팅 기술은 배터리 및 전자 부품을 포함한 거의 모든 형태의 장치를 만들 수 있지만 폴리 락트산 (PLA)과 같은 3D 인쇄에 사용되는 폴리머는 이온 전도체가 아니므로 인쇄물이됩니다. 배터리의 주요 장애물 Christopher Reyes, Benjamin Wiley와 동료들은 저가의 3D 프린터에서 리튬 이온 배터리를 인쇄하는 프로세스를 개발했습니다.
연구진은 전해질 용액을 첨가하여 폴리 락트산의 이온 전도도를 증가 시켰으며, 양극 (양극)과 음극 (음극)에 그라 핀과 다중 벽 탄소 나노 튜브를 포함시켰다.
가치
배터리 성능을 시연하기 위해 3D 팀은 리튬 이온 배터리가 내장 된 LED 팔찌를 인쇄했으며 팔찌 배터리는 녹색 LED 램프를 60 초 동안 공급할 수 있습니다.
미래
연구원에 따르면 3D 인쇄 배터리의 1 세대 용량은 상용 배터리보다 2 배 정도 작으며이 용량이 낮아 실제 3D 인쇄 배터리를 사용할 수는 없다고한다. 폴리 락트산 계 재료를 3D 인쇄 된 반죽으로 대체하는 것과 같이 용량을 늘리기위한 아이디어가 몇 가지 있습니다.
