電池3D打印技術(shù)！Sakuu推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展

導(dǎo)讀：為了減少化石能源的消耗，汽車(chē)行業(yè)正在面臨這轉(zhuǎn)型。雖然在實(shí)際應(yīng)用上，電動(dòng)汽車(chē)還不能完全與傳統(tǒng)汽車(chē)相比。但是隨著越來(lái)越多技術(shù)的進(jìn)入，例如3D打印，電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)正在穩(wěn)步發(fā)展。

南極熊獲悉，自動(dòng)化多工藝增材制造（AM）領(lǐng)導(dǎo)者Sakuu Corporation（以前為KeraCel Inc.）在2021年5月12日宣布了一款革命性的新型工業(yè)級(jí)3D電動(dòng)汽車(chē)電池打印機(jī)。公司稱(chēng)，這項(xiàng)突破性技術(shù)將解決成本、性能、可持續(xù)性等問(wèn)題，釋放電動(dòng)汽車(chē)的潛力。Sakuu的Alpha平臺(tái)的硬件產(chǎn)品將于2021年第4季度上市。

△Sakuu電池3D打印使用了多重3D打印技術(shù)

在日本領(lǐng)先的汽車(chē)零部件供應(yīng)商（Musashi Seimitsu）的支持下，Sakuu致力于快速、大量生產(chǎn)3D打印固態(tài)電池（SSB）。與鋰電池相比，它們具有相同的容量，但是尺寸縮小了一半，而重量則為三分之一。公司的KeraCel™ SSB還使用大約30％-50％的本地采購(gòu)的材料，在不改變性能的基礎(chǔ)上降低生產(chǎn)成本。此外，產(chǎn)品還具有安全性和可持續(xù)性等優(yōu)勢(shì)。

多重3D打印技術(shù)

Sakuu的增材制造技術(shù)融合了粉末床和噴射材料沉積技術(shù)，并使用多種材料來(lái)制造零件。它結(jié)合了陶瓷和金屬以及Sakuu的PoraLyte支撐材料，消除了部件懸垂的限制，并能夠創(chuàng)建帶有內(nèi)部通道和腔體的設(shè)備。Sakuu說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)較現(xiàn)有產(chǎn)品有著很大的飛躍，能夠制造薄單片層和完美介面，從而生產(chǎn)高能量密度固態(tài)電池（SSB）。此外，得益于粉末到粉末工藝，據(jù)說(shuō)陶瓷和金屬材料的可回收性比傳統(tǒng)方法更容易，不需要提取石墨，也不需要聚合物，這意味著減少了垃圾填埋或焚燒。

△電動(dòng)交通工具

Sakuu最初專(zhuān)注于兩輪、三輪和較小四輪電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，為此，公司的SSB力求體積小、重量輕和高容量?jī)?yōu)勢(shì)。Sakuu的3D打印工藝還能夠使客戶根據(jù)需要生產(chǎn)不同類(lèi)型和尺寸的電池。

什么是固態(tài)電池？

固態(tài)電池與目前主流的傳統(tǒng)鋰電池最大的不同在于電解質(zhì)。傳統(tǒng)鋰電池主要由正負(fù)極材料、電解液和隔膜組成。正負(fù)極材料決定了電池的容量，電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質(zhì)。而固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)，替代了傳統(tǒng)鋰電池的電解液和隔膜。

△電池結(jié)構(gòu)示意圖

與鋰電池相比，固態(tài)電池更加安全、更高的理論能量密度和更高的體積能量密度。但是，固態(tài)電池也有一定的局限性，比如固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電率低，不能快速充能；材料物理接觸會(huì)隨時(shí)間變差，影響使用壽命；制備工藝復(fù)雜。不過(guò)，隨著技術(shù)的發(fā)展，南極熊相信發(fā)展的天平終將向高能量密度的固態(tài)電池傾斜。

△電池性能對(duì)比

如今，雖然3D打印技術(shù)的加入對(duì)于固態(tài)電池的技術(shù)升級(jí)是否能夠再上一個(gè)臺(tái)階還未可知，但是Sakuu的電池3D打印技術(shù)為多領(lǐng)域結(jié)合提供了一個(gè)很好的范例，為3D打印的未來(lái)提供了更多的可能性！除了電池3D打印硬件設(shè)備，還有許多企業(yè)和研究人員致力于3D打印電池本身的研究和制造。例如瑞士黑石公司磷酸鋰鐵陰極技術(shù)，制造了突破性3D打印固態(tài)電池，湖南大學(xué)利用3D打印功能結(jié)構(gòu)一體化金屬微點(diǎn)陣助力高性能鋅離子電池。另外，長(zhǎng)春交大高能科技有限公司于2021年5月完成百萬(wàn)級(jí)人民幣種子輪融資。南極熊相信，未來(lái)3D打印技術(shù)將會(huì)和電池和能源領(lǐng)域結(jié)合的更加緊密！

關(guān)于Sakuu Corporation

Sakuu Corporation總部位于美國(guó)加利福尼亞州圣何塞，前身為KeraCel Inc.，是一家工業(yè)解決方案提供商。公司的旗艦Sakuu的3D打印平臺(tái)是一個(gè)用于靈活、經(jīng)濟(jì)高效地大量生產(chǎn)復(fù)雜功能設(shè)備的多材料、多方法3D打印解決方案。這使能源行業(yè)內(nèi)的制造商能夠改善成本、性能和當(dāng)前固態(tài)電池選件的范圍。除了能源以外，Sakuu還為航空航天和汽車(chē)、消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療等許多其他領(lǐng)域提供了可能性。

參考閱讀：

1. Sakuu Poised to Unlock Mainstream Adoption of ElectricVehicles with World’s First EV Battery 3D Printer
2. Sakuu Corporation
3. “一夜爆紅”的固態(tài)電池，究竟是什么？