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黑石公司開發(fā)3D打印固態(tài)電池

3D打印前沿
2020
09/23
16:06
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2020年9月23日,南極熊獲悉,黑石資源公司(Blackstone Resources AG)宣布,他們的專利3D打印技術(shù)可用于打印鋰離子固態(tài)電池,并已取得一系列具有里程碑意義的成績。


這家公司的目標(biāo)是利用顛覆性技術(shù),生產(chǎn)下一代電動汽車和工業(yè)應(yīng)用的電池。到2025年,電池片的年產(chǎn)能達(dá)到3 GWh。這相當(dāng)于為7.5萬輛叉車供電,如果達(dá)到這一目標(biāo),產(chǎn)量將逐步提高到每年10 GWh。

△鋰電池與固態(tài)電池對比,來源:弗勞恩霍夫研究所


據(jù)稱,黑石公司獨(dú)特的專利3D打印工藝,讓他們有能力制造固態(tài)電池。這項技術(shù)的能量密度是目前鋰離子電池的兩倍以上,并將目前的制造成本降低一半。與目前的生產(chǎn)設(shè)備相比,自動化的3D打印生產(chǎn)還可以節(jié)省高達(dá)70%的資本支出。3D打印系統(tǒng)的靈活性也大大提高了制造效率。
然而,黑石公司并未公布這項3D打印工藝是如何打印固態(tài)電池的。

據(jù)稱,采用3D打印電池制造工藝的優(yōu)勢在于:

▶由于可以實(shí)現(xiàn)更薄的層數(shù),材料消耗更低。
▶相同體積下能量密度翻倍,或相同能量密度下成本降低一半。
▶與傳統(tǒng)電池制造相比,復(fù)雜度更低。
▶可以用一個3D系統(tǒng)打印任何形狀的電池(幾乎可以打印任何幾何形狀)。
▶可以將添加劑集成到打印過程中,并能夠?qū)⒈⌒碗娮杵骰蚯度胧诫娮釉蛴〉诫姵刂小?br /> ▶可選擇將3D和噴墨打印結(jié)合起來,例如,這包括液體電解質(zhì)。


△3D打印系統(tǒng)示例


作為其研究計劃的一部分,黑石集團(tuán)已與戰(zhàn)略合作伙伴攜手合作。 研究計劃分為四個階段:

第一階段:技術(shù)概念驗證
第二階段:性能記錄
第三階段:固態(tài)電解質(zhì)(固態(tài)電池)
第四階段:可打印概念
固態(tài)電池的生產(chǎn)

由于缺乏生產(chǎn)技術(shù)和固態(tài)電解質(zhì)的不斷發(fā)展,固態(tài)電池仍然難以大量生產(chǎn)。隨著3D打印技術(shù)的引入,黑石將為固態(tài)電池的生產(chǎn)奠定重要基礎(chǔ)。


△來源:ECS 2019年-電化學(xué)學(xué)會


黑石資源公司堅信,它可以大量,低成本地生產(chǎn)出具有更高能量密度水平的可靠鋰離子電池。 目標(biāo)是使成本大大低于每千瓦時80.00歐元。 這將代表存儲技術(shù)的最終突破。

南極熊將持續(xù)關(guān)注這家公司在3D打印固態(tài)電池方面的進(jìn)展。




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