การสอบทาน
เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยมหาวิทยาลัยดุ๊กและมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเท็กซัสได้มีการพัฒนาวิธีการใหม่สำหรับเกือบทุกรูปร่างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของการพิมพ์ 3D
พื้นหลัง
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่เป็นลิเธียมไอออนซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการทำงานการย้ายระหว่างขั้วไฟฟ้าบวกและลบในระหว่างการจ่ายและการปล่อยหลี่ + และจากระหว่างเสพสองขั้วไฟฟ้าและ deintercalation: ชาร์จ Li + จากขั้วบวก deintercalation ฝังอิเล็กโทรไลเชิงลบผ่านขั้วลบเป็นรัฐลิเธียมที่อุดมไปด้วย; ปล่อยตรงข้าม
รถยนต์ไฟฟ้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มากที่สุดเช่นโทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อปที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ในวันที่ผู้ผลิตจะต้องขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีจำหน่ายทั่วไปในการออกแบบอุปกรณ์ของพวกเขา
นวัตกรรม
อย่างไรก็ตามนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีได้เปลี่ยนแปลงสถานการณ์นี้เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยจาก Duke University และ Texas State University ได้พัฒนาวิธีการใหม่สำหรับการพิมพ์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเกือบทุกรูปแบบในรูปแบบ 3D
ผลการวิจัยของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในวารสารที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติ "ACS Applied Energy Materials" ของ American Chemical Society
เทคโนโลยี
ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่มีจำหน่ายในท้องตลาดเป็นทรงกระบอกหรือลูกบาศก์เมตรดังนั้นเมื่อผู้ผลิตออกแบบผลิตภัณฑ์เช่นการออกแบบโทรศัพท์มือถือแบตเตอรี่ต้องเตรียมให้มีขนาดและรูปร่างที่เฉพาะเจาะจงทำให้เสียพื้นที่และช่วยในการออกแบบ แผนมีข้อ จำกัด
ในทางทฤษฎีเทคโนโลยีการพิมพ์แบบ 3D สามารถผลิตอุปกรณ์ทั้งหมดได้เกือบทุกรูปร่างรวมทั้งแบตเตอรี่และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อย่างไรก็ตามพอลิเมอร์ที่ใช้ในการพิมพ์แบบ 3D เช่น polylactic acid (PLA) ไม่ใช่ตัวนำไอออนิกซึ่งเป็นตัวพิมพ์ อุปสรรคสำคัญต่อแบตเตอรี่คริสโตเฟอร์เรเยสเบนจามินไวลีย์และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนากระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจากเครื่องพิมพ์ 3D ที่มีต้นทุนต่ำ
นักวิจัยได้เพิ่มความสามารถในการเป็นอิออนของกรด polylactic โดยการเพิ่มสารละลายอิเลคโตรไลท์นอกจากนี้ยังได้รวมเอาท่อนาโนคาร์บอนที่มีกราไฟท์และหลายกำแพงเข้าไปในขั้วบวก (anode) และแคโทด (cathode)
ความคุ้มค่า
เพื่อเป็นการแสดงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ทีม 3D พิมพ์สร้อยข้อมือ LED ที่มีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบรวมแบตเตอรี่ชุดสร้อยข้อมือสามารถใส่หลอด LED สีเขียวได้นาน 60 วินาที
อนาคต
นักวิจัยกล่าวว่าความสามารถของแบตเตอรี่พิมพ์ 3D รุ่นแรกมีความเข้มต่ำกว่าแบตเตอรี่ในเชิงพาณิชย์ถึง 2 เท่าความสามารถนี้ต่ำมากจนไม่สามารถใช้งานแบตเตอรี่พิมพ์ 3D ดังกล่าวได้อย่างไรก็ตามนักวิจัยกล่าวว่า มีความคิดหลายอย่างในการเพิ่มกำลังการผลิตเช่นการเปลี่ยนวัสดุที่ใช้กรดพอลิแลคติกกับแป้งพิมพ์ 3 มิติ
