聯(lián)系我們
  • 聯(lián)系電話(huà)

    0731-88876089

  • 聯(lián)系人

    李棟、杜瑜敏

  • 郵箱

    csuzyxh@sohu.com

  • 郵編

    410083

  • 學(xué)院地址

    湖南省長(cháng)沙市中南大學(xué)資源循環(huán)研究院

美國研發(fā)新方法:幾乎可以打印任何形狀的鋰離子電池

來(lái)源:本站  發(fā)布時(shí)間:2018年11月02日 作者:

近日,美國杜克大學(xué)與德克薩斯州立大學(xué)的研究人員們開(kāi)發(fā)出一種幾乎可以3D打印任何形狀的鋰離子電池的新方法。

鋰離子電池,是一種充電電池。它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中,Li+ 在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負極,負極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。

電動(dòng)汽車(chē)與大部分的電子設備,例如手機與筆記本電腦,都是由鋰離子電池供電的。

迄今為止,制造商們必須根據市場(chǎng)上可買(mǎi)到的鋰離子電池來(lái)設計他們的設備。

然而,科技創(chuàng )新改變了這一現狀。近日,某大學(xué)的研究人員們開(kāi)發(fā)出一種幾乎可以3D打印任何形狀的鋰離子電池的新方法。

目前,市場(chǎng)上大多數的鋰離子電池都是圓柱形或立方體形的。因此,當制造商設計產(chǎn)品時(shí),例如設計一個(gè)手機,必須為電池預備特定的尺寸與形狀,這樣會(huì )浪費空間并使設計方案受限。

理論上講,3D打印技術(shù)幾乎能以任何形狀,制造出整個(gè)設備,包括電池和電子元件結構。然而,3D打印采用的聚合物,例如聚乳酸 (PLA),并不是離子導體,這成為了打印電池的主要障礙。 Christopher Reyes 、Benjamin Wiley 及其同事開(kāi)發(fā)出一種工藝,能通過(guò)低成本的3D打印機來(lái)打印鋰離子電池。

研究人員通過(guò)加入電解質(zhì)溶液,提升了聚乳酸的離子導電性。此外,他們分別在負極(Anode)與正極(cathode)摻入了石墨烯和多壁碳納米管。為了論證電池的性能,團隊3D打印了集成了鋰離子電池的LED手環(huán)。手環(huán)電池能為一盞綠色LED燈供電達60秒。

據研究人員稱(chēng),第一代的3D打印的電池的容量比商用的電池低兩個(gè)數量級。這種容量太低,以至于這種3D打印的電池無(wú)法實(shí)際應用。然而,研究人員稱(chēng),他們已經(jīng)有了幾個(gè)提升容量的想法,例如通過(guò)3D打印的面團來(lái)取代基于聚乳酸的材料。


文章標簽:
分享: