3D-печать проникает в разные сферы жизни и промышленности, от строительства до биоинженерии. Она также активно применяется в электронике: с помощью 3D-принтеров уже создаются печатные платы для микросхем. Однако до сих пор никто не создавал аккумуляторные батареи таким образом. Тем не менее исследования в этом направлении ведутся, и недавно ученые из Мичиганского университета предложили несколько способов, как изготовить батареи при помощи 3D-принтера.
Свои выводы исследователи изложили в работе Additive Manufacturing of Batteries («Аддитивное производство батарей»). Некоторые из предложенных технологий весьма необычны. Например, голографическая литография, позволяющая формировать энергоносители при помощи света. Жидкий фотополимер застывает при облучении, формируя нужные объекты — в данном случае литий-ионные аккумуляторы.
В работе ученых нашлось место и более привычным решениям. Так, некоторые батареи могут быть изготовлены с помощью струйной печати и даже расплавленной осажденной печати.
Схема 3D-печати твердого электролита
Одно из преимуществ 3D-печати перед стандартными методами производства — возможность создавать аккумуляторы любой формы. Это позволит нарастить емкость батарей без увеличения габаритов.
Мы решили узнать мнение технического директора «Лаборатории трехмерной печати» Алексея Звездова о перспективах 3D-печати аккумуляторов:
«Печать аккумуляторов возможна уже сейчас, однако на текущем этапе она нерентабельна. Литий-ионные аккумуляторы и так стоят дорого в силу редкоземельности, а если применить еще и 3D-печать — оборудование стоимостью в миллионы долларов и дорогие материалы многократно увеличат цену таких батарей. Для космоса и авиации подобное, может, и оправданно, но для автомобилей аккумуляторы проще делать старым образом.»
На вопрос, когда 3D-печать станет достаточной дешевой, чтобы с помощью нее производить аккумуляторы, эксперт ответил следующим образом:
«Это больше зависит от производителей принтеров. Технология печати металлом (SLM) подразумевает запекание лазером в аргоне. Вы же не поставите такую штуку у себя дома.»
К сожалению, ни одна из перечисленных технологий пока не дошла до коммерческой реализации. Сложности возникают из-за неоднородности структуры аккумуляторов, наличия в ней разных частей. Также необходимы специальные условия производства: например, 3D-печать литий-ионных аккумуляторов требует полного отсутствия влаги и кислорода.
Но есть и хорошие новости. Согласно документу, 3D-печать позволит увеличить площадь электродов, что приводит к повышению качества батарей. Осталось только узнать, как сделать эти электроды достаточно прочными для использования в аккумуляторах.
3D-печать проникает в разные сферы жизни и промышленности, от строительства до биоинженерии. Она также активно применяется в электронике: с помощью 3D-принтеров уже создаются печатные платы для микросхем. Однако до сих пор никто не создавал аккумуляторные батареи таким образом. Тем не менее исследования в этом направлении ведутся, и недавно ученые из Мичиганского университета предложили несколько способов, как изготовить батареи при помощи 3D-принтера.
Загрузка ...
