Ampcera和LLNL實(shí)驗(yàn)室獲150萬(wàn)美元投資，開(kāi)發(fā)更耐用、更高效的3D打印鋰電池

導(dǎo)讀：眾所周知，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車會(huì)產(chǎn)生大量污染排放，對(duì)我們的環(huán)境和地球造成難以修復(fù)的破壞。相較之下，低排放、能源清潔的電動(dòng)汽車憑借其明顯的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，開(kāi)始受到越來(lái)越多人歡迎的出行方式。受此影響，電動(dòng)汽車的核心——鋰電池也得以快速發(fā)展起來(lái)。

2022年7月9日，南極熊獲悉，為了減少二氧化碳排放，邁向更加綠色的未來(lái)，美國(guó)能源部 (DOE) 已向 Ampcera 和勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 (LLNL) 提供了一筆大約 150 萬(wàn)美元的資金。這筆資金將被用于資助開(kāi)發(fā)制造3D結(jié)構(gòu)鋰電池陰極的無(wú)溶劑激光粉末床融合 (L-PBF) 增材制造技術(shù)，提高鋰電池的性能和能量密度，使其更加經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)。

電動(dòng)汽車的心臟——鋰電池

鋰電池可以被認(rèn)為是任何電動(dòng)汽車的心臟，它們直接決定了汽車的運(yùn)作性能。雖然這種電池有助于環(huán)保汽車的運(yùn)行，但它也有其缺點(diǎn)，包括對(duì)環(huán)境不友好的原材料提取，以及鋰電池被認(rèn)為是易燃的并需要冷卻設(shè)施。

因此，新一代的鋰離子電池需要以更低的成本獲得更高的能量和功率密度，并能夠以更安全的性能運(yùn)行。當(dāng)前基于漿料澆鑄和涂層的電池制造技術(shù)正在努力進(jìn)一步改善這些關(guān)鍵指標(biāo)，但這些傳統(tǒng)的電池制備技術(shù)同樣有著一定的局限性。與傳統(tǒng)的基于漿料的薄膜電極制造方法相比，干式激光粉末床熔融在生成用于高功率、低成本鋰離子電池的結(jié)構(gòu)化電極方面很有前景。為了盡可能克服現(xiàn)有鋰電池制備技術(shù)的缺點(diǎn)，美國(guó)能源部開(kāi)始介入并資助了這項(xiàng)通過(guò)增材制造技術(shù)改善電池性能的項(xiàng)目。

美國(guó)參議員亞歷克斯·帕迪拉說(shuō)：“我贊賞能源部在加州投資數(shù)百萬(wàn)美元用于創(chuàng)新清潔能源項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)我們的排放目標(biāo)和應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)需要齊心協(xié)力開(kāi)發(fā)新技術(shù)——包括更好的鋰離子電池。今天的研究將使我們能夠在未來(lái)幾年創(chuàng)造一個(gè)強(qiáng)大的清潔能源經(jīng)濟(jì)�！�

新型鋰電池的目標(biāo)是降低成本并提高性能。圖片來(lái)源：LLNL

通過(guò)增材制造生產(chǎn)鋰電池的優(yōu)勢(shì)

Ampcera是鋰電池市場(chǎng)的一家富有創(chuàng)新性的供應(yīng)商，并與勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，該合作項(xiàng)目是美國(guó)能源部先進(jìn)制造辦公室批準(zhǔn)的六個(gè)能源系統(tǒng)項(xiàng)目之一。項(xiàng)目旨在減少工業(yè)排放，開(kāi)發(fā)清潔能源技術(shù)。這一目標(biāo)將通過(guò)增材制造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗�被認(rèn)為是非常節(jié)能的。據(jù)悉，增材制造電池的預(yù)計(jì)效率將比傳統(tǒng)制造方法提高 10 倍以上，鋰電池制造成本將降低50%以上。此外，通過(guò) 3D 打印生產(chǎn)鋰電池也有望將能量密度提高到 450 Wh/kg 以上，并將成本降低到每 kWh 不到 75 美元。

Ampcera公司專注于增材制造技術(shù)，認(rèn)為它是一種更環(huán)保的工藝，能夠以高容量加工大型 3D 陰極結(jié)構(gòu)。盡管L-PBF技術(shù)最初是為金屬零件的 3D 打印而開(kāi)發(fā)的，但LLNL 的科學(xué)家和該項(xiàng)目的首席研究員葉建超正計(jì)劃使用這種增材制造技術(shù)將正極粉末混合物熱粘合到鋁基流體上，并生成獨(dú)特的 3D 結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)更快的充電和更高能量密度的電池。他還表示說(shuō)：“增材工藝允許處理高容量 3D 陰極結(jié)構(gòu)，使鋰離子電池能夠在 15 分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到 80% 的快速充電目標(biāo)。通過(guò)消除溶劑，超高速的激光加工技術(shù)允許大規(guī)模電池制造，具有更高的產(chǎn)量、更低的能耗和成本，并可能提高功率和能量密度�！�

Ampcera公司在高性能固態(tài)電解質(zhì)和電極材料方面擁有強(qiáng)大的技術(shù)組合，該公司將為 LLNL 提供最先進(jìn)和高度工程化的陰極粉末，用于 L-PBF 加工。

聯(lián)合投資人、Ampcera 首席技術(shù)官兼聯(lián)合創(chuàng)始人杜輝看好與 LLNL 的合作：“LLNL 與Ampcera 的合作將加速速低成本 L-PBF 增材技術(shù)的開(kāi)發(fā)和高性能鋰電池制造技術(shù)商業(yè)化進(jìn)程。在開(kāi)發(fā)出 3D 結(jié)構(gòu)的陰極后，我們希望將該技術(shù)擴(kuò)展到負(fù)極設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步探索其在具有更高能量和功率密度的全固態(tài)鋰金屬電池中的應(yīng)用�！�