黑石公司開發(fā)3D打印固態(tài)電池

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。

這家公司的目標是利用顛覆性技術，生產(chǎn)下一代電動汽車和工業(yè)應用的電池。到2025年，電池片的年產(chǎn)能達到3 GWh。這相當于為7.5萬輛叉車供電，如果達到這一目標，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)設備相比，自動化的3D打印生產(chǎn)還可以節(jié)省高達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，并能夠將薄型電阻器或嵌入式電子元件打印到電池中。
▶可選擇將3D和噴墨打印結合起來，例如，這包括液體電解質。

△3D打印系統(tǒng)示例

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

第一階段：技術概念驗證
第二階段：性能記錄
第三階段：固態(tài)電解質（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)技術和固態(tài)電解質的不斷發(fā)展，固態(tài)電池仍然難以大量生產(chǎn)。隨著3D打印技術的引入，黑石將為固態(tài)電池的生產(chǎn)奠定重要基礎。

△來源：ECS 2019年-電化學學會

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。 目標是使成本大大低于每千瓦時80.00歐元。 這將代表存儲技術的最終突破。

南極熊將持續(xù)關注這家公司在3D打印固態(tài)電池方面的進展。