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淺談3D打印固態電池 兩種技術共同發展的成果
2021年12月23日 11:57:27
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：9304
3D打印又稱增材制造，是一項近年來被看好的快速成型技術，同時也是目前在模具制造、工業設計等領域被經常使用的技術。電池，作為一種常見的能源載體，被認為是改變人們生活的發明之一，而時至今日，尋求電池技術上的突破依舊是實現科技發展的一個重要方向。那么當3D打印和電池“碰”在一起，會觸發怎么樣的火花呢？
【化工儀器網 行業百態】3D打印又稱增材制造，是一項近年來被看好的快速成型技術，同時也是目前在模具制造、工業設計等領域被經常使用的技術。電池，作為一種常見的能源載體，被認為是改變人們生活的發明之一，而時至今日，尋求電池技術上的突破依舊是實現科技發展的一個重要方向。那么當3D打印和電池“碰”在一起，會觸發怎么樣的火花呢？
近日日本科研學者開發出了一種用3D打印機制作全固態電池的技術。據悉，利用該技術只需幾小時便可以完成電池的制造，并且過程中沒有高溫工序，制作的電池也可以通過各種性能測試，滿足實用性上的一定要求。
而這項技術更重要的意義在于，它可能能夠幫助電池，實現工藝上的突破。眾所周知，電池的主要構成部分為電極與電解質，而電解質通常是液態的，因此伴隨著漏液、工作起火等隱患。而為了解決這些問題，一種新的電池被踢出——全固態電池。顧名思義，全固態電池的特點便是電池的電解液也是固態的，因此安全性更強，同時還可以借助層疊，來實現儲電量的增加。
不過，隨之而來的問題也很多。全固態電池因為電解質是固態，因此為了實現電極與電解質的貼合就需要對電極和電解質材料進行強力壓合，一般來說，這個過程需要高溫和高壓的幫助，因此加熱工序需要花費成本非常高，并且成品率伴隨著受熱開裂的風險也會降低，同時產品本身對于溫度變化帶來的影響也會尤為明顯。
而這些問題也讓全固態電池陷入了一個發展的矛盾中。一方面，由于其理想的特性，全固態電池被認為是未來儲電相關技術的一個重要契機，包含純電動汽車續航在內一系列新興技術都可能因為它而實現一定的突破；另一方面，高昂的成本以及加工難度又限制了其在民用產品上的發展這也導致了這項技術發展的受限。
而3D打印電池，卻在一定程度上實現了常溫環境的全固態電池生產可能，換言之就是同時滿足了降低生產成本以及生產難度兩個目的。
當然，從現階段成果來說，這種依靠3D打印來實現電池生產的技術，還存在一定的問題，例如正極的能量密度，充放電壽命等，但是卻為電池的發展提供了一定的可能。而就3D打印固態電池這件事而言，可以被認為是3D打印技術尤其是耗材發展，以及電池技術共同發展的一個階段性的成果。
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