چاپ 3 بعدی باتری ها نسل بعدی
برای تولید الکترودهای متخلخل برای باتری های لیتیوم-یون ، می توان از تولید مواد افزودنی که در غیر این صورت به عنوان چاپ 3 بعدی شناخته می شود ، استفاده کرد ، اما به دلیل ماهیت فرآیند تولید ، طراحی این الکترودهای چاپی 3 بعدی محدود به تعداد معدودی ممکن است. معماری تا کنون ، هندسه داخلی که بهترین الکترودهای متخلخل را از طریق تولید افزودنی تولید می کند ، چیزی بود که به عنوان یک هندسه تداخل یافته شناخته می شد - شاخه های فلزی مانند انگشتان دو دست بسته شده ، و لیتیم می تواند بین دو طرف ببندد.
اگر در میکروسکوپ ، الکترودهای آنها دارای منافذ و کانال باشند ، می توان ظرفیت باتری یون لیتیوم را بسیار بهبود بخشید. هندسه پراکنده ، هرچند که باعث می شود لیتیوم بتواند باتری را در طول شارژ و تخلیه باتری به طور موثر منتقل کند ، مطلوب نیست.
Rahul Panat ، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه کارنگی ملون ، و تیمی از محققان کارنگی ملون با همکاری دانشگاه علم و فناوری میسوری ، یک روش جدید انقلابی از الکترودهای باتری چاپ 3 بعدی تهیه کرده اند که یک 3 بعدی ایجاد می کند. ساختار microlattice با تخلخل کنترل شده. محققان نشان می دهند که در مقاله ای که در مجله افزودنی ساخت ، چاپ شده است ، این ساختار میکرولاستیک سه بعدی چاپ می کند ، ظرفیت و میزان تخلیه بار باتری های لیتیوم یونی را بسیار بهبود می بخشد .
Panat می گوید: "در مورد باتری های لیتیوم یونی ، الکترودهایی با معماری متخلخل می توانند منجر به ظرفیت بار بالاتر شوند." "این به این دلیل است که چنین معماری ها به لیتیوم اجازه می دهند تا از طریق الکترود در حجم الکترود نفوذ کند و منجر به استفاده بسیار زیاد از الکترود و در نتیجه ظرفیت ذخیره انرژی بالاتر شود. در باتری های معمولی ، 30-50? از کل حجم الکترود بی استفاده می باشد. روش ما بر این مسئله غلبه می کند با استفاده از چاپ 3 بعدی که در آن ما یک معماری الکترود میکرولاستیک ایجاد می کنیم که امکان حمل و نقل کارآمد لیتیوم را از طریق کل الکترود فراهم می کند ، همچنین باعث افزایش سرعت شارژ باتری می شود. "
ریزگرد. اعتبار: Rahul Panat ، دانشکده مهندسی دانشگاه کارنگی ملون
تولید افزودنی روش ارائه شده در مقاله Panat نشان دهنده یک پیشرفت عمده در چاپ هندسه های پیچیده برای معماری های باتری 3-D، و همچنین به عنوان یک گام مهم به سوی هندسی بهینه سازی تنظیمات 3-D برای ذخیره سازی انرژی الکتروشیمیایی است. محققان تخمین می زنند که این فناوری در حدود 2-3 سال آماده ترجمه به برنامه های صنعتی باشد.
ساختار microlattice (نقره) مورد استفاده به عنوان الکترود باتری های لیتیوم یون برای بهبود عملکرد باتری به روش های مختلف از جمله افزایش چهار برابر ظرفیت خاص و افزایش دو برابر در ظرفیت ناحیه هنگام مقایسه با الکترود بلوک جامد (نقره) نشان داده شده است. علاوه بر این ، الکترودها پس از چهل چرخه الکتروشیمیایی که مقاومت به مکانیکی خود را نشان می دهند ، ساختار شبکه 3-D پیچیده خود را حفظ کردند. بنابراین باتری ها می توانند از ظرفیت بالایی برای همان وزن یا به صورت متناوب ، برای همان ظرفیت ، وزن بسیار کاهش یافته داشته باشند - که این یک ویژگی مهم برای برنامه های حمل و نقل است.
محققان کارنگی ملون روش چاپ 3 بعدی خود را ایجاد کردند تا ضمن ایجاد قابلیت های موجود در یک سیستم چاپی Aerosol Jet 3-D ، معماری میکرولاستیک متخلخل متخلخل ایجاد کنند. سیستم Aerosol Jet همچنین به محققان اجازه می دهد تا سنسورهای مسطح و سایر الکترونیک ها را در مقیاس میکرو چاپ کنند ، که در کالج مهندسی دانشگاه کارنگی ملون در اوایل سال جاری مستقر شده است.
http://mediajx.com/story8048160/قیمت-آکومولاتور