3D打印固態(tài)電池，KeraCel獲得日本汽車零部件制造商Musashi投資

3D打印電池，之前在一些學術雜志上發(fā)表過不少相關文章，但是一直未能應用于實際產業(yè)中。2019年5月份，美國加州Keracel宣稱，在生產陶瓷固態(tài)鋰電電池方面，已經突破了多項難關與挑戰(zhàn)，并取得了最新成功。通過3D打印技術通過統(tǒng)一打印電池元件和無縫接口的能力非常具有挑戰(zhàn)性，為了成功地構建電池結構，使其在生產過程與組裝過程不存在任何缺陷，公司研發(fā)人員在材料和工藝技術方面進行了大量的研發(fā)工作。

2019年8月9日，南極熊從外媒獲悉，日本汽車零部件制造商Musashi Seimitsu Industry宣布與先進的電池技術專家KeraCel建立了戰(zhàn)略合作伙伴關系，目標是加速3D打印固態(tài)電池的發(fā)展。

作為此次合作的一部分，Musashi已經對KeraCel進行了投資，以推動其3D打印電池向大批量生產方向發(fā)展。他們首先將該技術應用于摩托車行業(yè)，然后再去適應更廣泛的汽車行業(yè)。 KeraCel董事長兼首席執(zhí)行官Robert Bagheri表示：“通過與Musashi建立合作，使KeraCel能夠為汽車市場開發(fā)安全，高能的電池。

用于摩托車的固態(tài)電池

固態(tài)電池與標準鋰離子電池不同，因為它們用固體代替液體或聚合物凝膠電解質。這樣可以使得電池更小，容量更大并且使用起來更安全。固態(tài)電池帶來的諸多好處使得許多大型汽車公司，如豐田，寶馬和本田，都在為其電動汽車開發(fā)出類似的解決方案。

△標準鋰電池（左）與全固態(tài)電池對比

KeraCel成立于2016年，正在開發(fā)并推出使用專有3D打印方法制造的固態(tài)電池。 KeraCel電池中使用的固體材料是陶瓷，在KeraCel的方法中，陶瓷材料層非常薄，減少了非活性材料的開銷量，并增加了潛在的能量密度。據說與現有的鋰離子電池相比，電池的能量增加了一倍，成本降低了一半。 3D打印還允許KeraCel制造任何形狀或尺寸的電池，以滿足多種應用。

△常見固態(tài)電池結構圖，來源百度百科

Musashi總裁兼首席執(zhí)行官Hiroshi Otsuka評論道：“我們很高興與KeraCel一起探索固態(tài)電池的技術創(chuàng)新，Musashi對KeraCel 3D打印電池技術的投資符合公司在保護環(huán)境的同時推動可持續(xù)能源和增長的愿景�！�

△Musashi Seimitsu生產的摩托車部件

3D打印電池

固態(tài)鋰電目前處于領先地位的是美國的SolidEnergy和汽車巨頭豐田，這兩家企業(yè)的固態(tài)電池產品能量密度已經顯著優(yōu)于當前的鋰離子電池，并已經有相關產品或明確的量產計劃。

△SolidEnergy公司的電池技術與iPhone鋰電池對比

豐田已經計劃在2030年前向電池領域投入研發(fā)資金130億美元，其中就包括鋰離子電池路線推進固態(tài)電池產業(yè)化，實驗室產品能量密度達到400Wh/Kg，并預計2022年推出車用全固態(tài)鋰電池，并將在2025年實現量產。

各種研究機構也在嘗試多種不同的固態(tài)電池生產方法。 2018年，卡內基梅隆大學（CMU）和密蘇里科技大學的科學家們應用3D打印技術生產高容量鋰離子電池。當時這項研究被研究作者視為“3D電池的一項重大進步”，有可能改變所有便攜式電子設備，從智能手機到筆記本電腦和游戲機。

德克薩斯州立大學和北卡羅來納州杜克大學的研究人員使用桌面3D打印機和PLA線材，還發(fā)現了一種將鋰離子電池制作成可穿戴設備和紐扣電池的經濟有效的方法。

最近在2019年，勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員3D打印出一種全液體裝置，用于化學合成電池和藥物配方。


編譯自：3dprintingindustry