Informazioni di Base.
Model No.
3D printing battery
Specifiche
400*300
Marchio
aso
Origine
Guangzhou
Codice SA
5100
Capacità di Produzione
6000pieces
Descrizione del Prodotto
Tutte le batterie allo stato solido, come nuovo tipo di tecnologia delle batterie, hanno ricevuto un'attenzione e una ricerca molto diffuse negli ultimi anni. Rispetto alle tradizionali batterie allo stato liquido, tutte le batterie allo stato solido hanno una densità di energia superiore, velocità di carica e scarica più elevate e prestazioni di sicurezza migliori.
Tuttavia, tutte le batterie allo stato solido affrontano alcuni problemi impegnativi nel loro sviluppo, tra cui la risoluzione dei problemi di interfaccia diventa cruciale, incluse le reazioni lato interfaccia e la stabilità dell'interfaccia tra l'elettrolita solido e i materiali degli elettrodi. Inoltre, è necessario ottimizzare ulteriormente e migliorare anche il costo di produzione e la durata di tutte le batterie allo stato solido.
L'applicazione della tecnologia di stampa 3D nel campo di batterie
Come nuova tecnologia di produzione, la stampa 3D può controllare con precisione la forma e la struttura da micro a macro senza affidarsi a nessun modello, migliorando così la densità di energia e la densità di potenza delle batterie. Con il rapido sviluppo della tecnologia di stampa 3D, sempre più ricercatori stanno cercando di utilizzare la tecnologia di stampa 3D per preparare tutte le batterie allo stato solido, fornendo maggiori possibilità per la produzione di massa di batterie allo stato solido.
Panoramica dei materiali e dei processi stampati in 3D delle batterie
Presenta vantaggi significativi nei seguenti aspetti: (1) la struttura complessa richiesta per la fabbricazione; (2) un controllo accurato della forma e dello spessore degli elettrodi; (3) la stampa di una struttura elettrolitica allo stato solido con elevata stabilità e funzionamento sicuro; (4) basso costo, ecocompatibile e facile da utilizzare; (5) eliminare le fasi di assemblaggio e confezionamento dei dispositivi integrando direttamente batterie e altri prodotti elettronici.
Tecnologia di stampa 3D
Attualmente, le tecnologie di stampa 3D utilizzate per le batterie allo stato solido includono principalmente lo stampaggio ad iniezione di leganti (o slurry), la tecnologia di sinterizzazione laser a polvere SLS e lo stampaggio per fotopolimerizzazione SLA/DLP.
Stampaggio a spruzzo con adesivo (o impasto)
L'adesivo può essere spruzzato selettivamente sulla superficie della polvere di elettrodo sul collettore di corrente attraverso un ugello, e quindi il materiale in polvere può essere Unito insieme per formare uno strato solido, strato per strato di legame, e infine formare un elettrodo 3D. Andando avanti e indietro due o tre volte, si può legare uno strato sottile di elettrodo, e lo strato successivo di polvere può essere lo stesso materiale o materiale elettrolitico. Per ottenere la fabbricazione di elettrodi a secco o di tutte le batterie allo stato solido, qualsiasi forma di elettrodi o batterie può essere prodotta mediante saldatura continua di ogni strato piano per strato.
Tecnologia di sinterizzazione laser a polvere SLS
Il processo di stampa di SLS viene ottenuto irradiando materiali in polvere sinterizzati con un fascio laser ad alta potenza. L'area in cui il laser viene irradiato si fonde rapidamente e si lega in forma, mentre la polvere non irradiata può ancora essere riciclata. Su tale piattaforma di stampa possono essere prodotte più piastre di elettrodo.
Questo metodo, insieme alla tecnologia di formazione a spruzzo di legante (o impasto), è atteso per ottenere la produzione di elettrodi asciutti.
SLA/DLP VULCANIZZAZIONE UV
Il principio è quello di irradiare l'elettrolita polimerico o l'elettrolita misto organico-inorganico di batterie allo stato solido con luce ultravioletta o superficie luminosa, facendole solidificare strato per strato e sovrapporre in forma. Tuttavia, a causa dello sviluppo incompleto dei materiali, è necessario aggiungere alcuni materiali di fotopolimerizzazione non funzionali, che ridurranno le prestazioni della batteria, per cui l'ambito di applicazione è limitato.
Batterie allo stato solido per la stampa 3D
La stampa 3D è una tecnologia promettente nell'applicazione di batterie allo stato solido. Grazie alla capacità di questa tecnologia di utilizzare diversi tipi di materiali di stampa, i ricercatori possono alterare la struttura tridimensionale di elettrodi, elettroliti, separatori e impilamento nelle batterie.
Design positivo dell'elettrodo
L'uso della tecnologia di stampa 3D può progettare materiali di elettrodo positivi per batterie al litio, ottenendo una trasformazione controllabile da elettrodi bidimensionali a elettrodi tridimensionali, migliorando l'attività superficiale degli elettrodi, riducendo la distanza di trasporto degli ioni e ottenendo una preparazione di elettrodo positiva ad alto carico. Inoltre, la controllabilità dello spessore del materiale elettrodo positivo può ottenere una qualità regolabile del materiale attivo, ottenendo in definitiva l'obiettivo di batterie al litio ad alta densità di energia e ad alta densità di potenza.
Elettrodi positivi e negativi della batteria per stampa 3D
Elettrodo negativo strutturato
Nell'applicazione di elettrodi negativi per batterie al litio, la costruzione di elettrodi negativi per metalli al litio strutturati attraverso la stampa 3D può aumentare l'area superficiale specifica dell'elettrodo, distribuire uniformemente il campo elettrico totale attraverso l'elettrodo poroso, raggiungere l'obiettivo di ridurre la densità di corrente effettiva, deposizione uniforme, e sopprimendo l'espansione del volume dell'elettrodo, migliorando in tal modo la stabilità e la sicurezza del ciclo della batteria. Inoltre, la tecnologia di stampa 3D può essere utilizzata per ottenere una morfologia controllabile del materiale di stampa e una progettazione di modelli. I metodi di deposizione elettrochimica o fusione possono controllare efficacemente il comportamento di deposizione/dissoluzione del litio metallico, sopprimere la crescita di dendrite di litio e raggiungere l'obiettivo di un lungo ciclo di vita delle batterie al litio metallico, risolvendo il problema dei cortocircuiti della batteria.
Design a membrana/elettrolita solido
Grazie al continuo sviluppo della tecnologia di stampa 3D, l'elettrolito delle batterie può essere stampato direttamente, riducendo così le procedure di produzione, i tempi e i costi. Tuttavia, a causa delle limitazioni della stabilità dell'aria, gli elettroliti di solfuro e alogenuro potrebbero non essere adatti per la stampa. Pertanto, gli elettroliti di polimero e ossido sono un tipo di elettrolita allo stato solido che ha il potenziale per la stampa 3D in tutte le batterie allo stato solido.
Le membrane per stampa 3D possono ottenere una struttura razionale della membrana e un flusso ionico uniforme, riducendo la formazione di dendriti di litio. Per ottenere un'elevata conducibilità ionica in batterie al litio allo stato solido, è solitamente necessario incorporare elettroliti solidi nel materiale attivo dell'elettrodo positivo. Questa interfaccia solida e solida deve essere perfetta e avere una flessibilità sufficiente per soddisfare le variazioni geometriche causate dal processo di carica e scarica. La stampa 3D può ottimizzare finemente la struttura dell'interfaccia per soddisfare i rigorosi requisiti di interfaccia solido-solido nelle batterie al litio metallico allo stato solido.
Tuttavia, tutte le batterie allo stato solido affrontano alcuni problemi impegnativi nel loro sviluppo, tra cui la risoluzione dei problemi di interfaccia diventa cruciale, incluse le reazioni lato interfaccia e la stabilità dell'interfaccia tra l'elettrolita solido e i materiali degli elettrodi. Inoltre, è necessario ottimizzare ulteriormente e migliorare anche il costo di produzione e la durata di tutte le batterie allo stato solido.
L'applicazione della tecnologia di stampa 3D nel campo di batterie
Come nuova tecnologia di produzione, la stampa 3D può controllare con precisione la forma e la struttura da micro a macro senza affidarsi a nessun modello, migliorando così la densità di energia e la densità di potenza delle batterie. Con il rapido sviluppo della tecnologia di stampa 3D, sempre più ricercatori stanno cercando di utilizzare la tecnologia di stampa 3D per preparare tutte le batterie allo stato solido, fornendo maggiori possibilità per la produzione di massa di batterie allo stato solido.
Panoramica dei materiali e dei processi stampati in 3D delle batterie
Presenta vantaggi significativi nei seguenti aspetti: (1) la struttura complessa richiesta per la fabbricazione; (2) un controllo accurato della forma e dello spessore degli elettrodi; (3) la stampa di una struttura elettrolitica allo stato solido con elevata stabilità e funzionamento sicuro; (4) basso costo, ecocompatibile e facile da utilizzare; (5) eliminare le fasi di assemblaggio e confezionamento dei dispositivi integrando direttamente batterie e altri prodotti elettronici.
Tecnologia di stampa 3D
Attualmente, le tecnologie di stampa 3D utilizzate per le batterie allo stato solido includono principalmente lo stampaggio ad iniezione di leganti (o slurry), la tecnologia di sinterizzazione laser a polvere SLS e lo stampaggio per fotopolimerizzazione SLA/DLP.
Stampaggio a spruzzo con adesivo (o impasto)
L'adesivo può essere spruzzato selettivamente sulla superficie della polvere di elettrodo sul collettore di corrente attraverso un ugello, e quindi il materiale in polvere può essere Unito insieme per formare uno strato solido, strato per strato di legame, e infine formare un elettrodo 3D. Andando avanti e indietro due o tre volte, si può legare uno strato sottile di elettrodo, e lo strato successivo di polvere può essere lo stesso materiale o materiale elettrolitico. Per ottenere la fabbricazione di elettrodi a secco o di tutte le batterie allo stato solido, qualsiasi forma di elettrodi o batterie può essere prodotta mediante saldatura continua di ogni strato piano per strato.
Tecnologia di sinterizzazione laser a polvere SLS
Il processo di stampa di SLS viene ottenuto irradiando materiali in polvere sinterizzati con un fascio laser ad alta potenza. L'area in cui il laser viene irradiato si fonde rapidamente e si lega in forma, mentre la polvere non irradiata può ancora essere riciclata. Su tale piattaforma di stampa possono essere prodotte più piastre di elettrodo.
Questo metodo, insieme alla tecnologia di formazione a spruzzo di legante (o impasto), è atteso per ottenere la produzione di elettrodi asciutti.
SLA/DLP VULCANIZZAZIONE UV
Il principio è quello di irradiare l'elettrolita polimerico o l'elettrolita misto organico-inorganico di batterie allo stato solido con luce ultravioletta o superficie luminosa, facendole solidificare strato per strato e sovrapporre in forma. Tuttavia, a causa dello sviluppo incompleto dei materiali, è necessario aggiungere alcuni materiali di fotopolimerizzazione non funzionali, che ridurranno le prestazioni della batteria, per cui l'ambito di applicazione è limitato.
Batterie allo stato solido per la stampa 3D
La stampa 3D è una tecnologia promettente nell'applicazione di batterie allo stato solido. Grazie alla capacità di questa tecnologia di utilizzare diversi tipi di materiali di stampa, i ricercatori possono alterare la struttura tridimensionale di elettrodi, elettroliti, separatori e impilamento nelle batterie.
Design positivo dell'elettrodo
L'uso della tecnologia di stampa 3D può progettare materiali di elettrodo positivi per batterie al litio, ottenendo una trasformazione controllabile da elettrodi bidimensionali a elettrodi tridimensionali, migliorando l'attività superficiale degli elettrodi, riducendo la distanza di trasporto degli ioni e ottenendo una preparazione di elettrodo positiva ad alto carico. Inoltre, la controllabilità dello spessore del materiale elettrodo positivo può ottenere una qualità regolabile del materiale attivo, ottenendo in definitiva l'obiettivo di batterie al litio ad alta densità di energia e ad alta densità di potenza.
Elettrodi positivi e negativi della batteria per stampa 3D
Elettrodo negativo strutturato
Nell'applicazione di elettrodi negativi per batterie al litio, la costruzione di elettrodi negativi per metalli al litio strutturati attraverso la stampa 3D può aumentare l'area superficiale specifica dell'elettrodo, distribuire uniformemente il campo elettrico totale attraverso l'elettrodo poroso, raggiungere l'obiettivo di ridurre la densità di corrente effettiva, deposizione uniforme, e sopprimendo l'espansione del volume dell'elettrodo, migliorando in tal modo la stabilità e la sicurezza del ciclo della batteria. Inoltre, la tecnologia di stampa 3D può essere utilizzata per ottenere una morfologia controllabile del materiale di stampa e una progettazione di modelli. I metodi di deposizione elettrochimica o fusione possono controllare efficacemente il comportamento di deposizione/dissoluzione del litio metallico, sopprimere la crescita di dendrite di litio e raggiungere l'obiettivo di un lungo ciclo di vita delle batterie al litio metallico, risolvendo il problema dei cortocircuiti della batteria.
Design a membrana/elettrolita solido
Grazie al continuo sviluppo della tecnologia di stampa 3D, l'elettrolito delle batterie può essere stampato direttamente, riducendo così le procedure di produzione, i tempi e i costi. Tuttavia, a causa delle limitazioni della stabilità dell'aria, gli elettroliti di solfuro e alogenuro potrebbero non essere adatti per la stampa. Pertanto, gli elettroliti di polimero e ossido sono un tipo di elettrolita allo stato solido che ha il potenziale per la stampa 3D in tutte le batterie allo stato solido.
Le membrane per stampa 3D possono ottenere una struttura razionale della membrana e un flusso ionico uniforme, riducendo la formazione di dendriti di litio. Per ottenere un'elevata conducibilità ionica in batterie al litio allo stato solido, è solitamente necessario incorporare elettroliti solidi nel materiale attivo dell'elettrodo positivo. Questa interfaccia solida e solida deve essere perfetta e avere una flessibilità sufficiente per soddisfare le variazioni geometriche causate dal processo di carica e scarica. La stampa 3D può ottimizzare finemente la struttura dell'interfaccia per soddisfare i rigorosi requisiti di interfaccia solido-solido nelle batterie al litio metallico allo stato solido.