3D列印可壓縮電池

2020-09-03
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3D打印可壓縮電池
可壓縮3D列印電池設計概念[來源:ACS Nano]

新加坡和中國的一組研究人員開發了一種獨特的工藝,可以使用3D列印來生產可壓縮電池。

我們都熟悉電池,因為電池似乎存在於觸手可及的任何智能設備中,但是有些人知道彎曲電池的危險。如果鋰離子電池的物理結構受到干擾,則特別有吸煙的習慣,甚至在火焰中爆炸。只需嘗試通過這些電池之一釘釘子即可。再三考慮,根本不要這樣做!

問題在於這些電池不能以任何明顯的方式扭曲,壓縮或彎曲。但是,這可能會隨著一些新的研究而改變,這些研究表明了一種製造具有這些特性的電池的方法。

研究人員能夠通過精心設計和加工的微結構的3D列印層來製造電池,這些微結構旨在大量吸收離子。它們被組裝在一起,堆疊高度高達8mm,並被銀和PET材料層包圍。

3D列印的優點在於,該技術使研究人員可以將非常具體的結構設計“寫入”到列印物中,從而完成整個對象。

3D打印可壓縮電池
可壓縮3D列印電池製造工藝[來源:ACS Nano]

實際上,這裡的電池技術不是普通的鋰離子電池,而是研究人員選擇使用鎳鐵,這具有一定的成本優勢。但是,該組合也帶來了一些挑戰,但通過利用3D列印特定電極設計的能力克服了這些挑戰。

構建實驗電池後,研究人員對其進行了一系列測試,包括功率容量,可充電性等。特別令人感興趣的是電池可以承受的壓縮力的大小以及電池的性能如何。

他們發現他們能夠壓縮多達60%的實驗電池,這非常重要-有時可以​​使用鋰離子電池進行嘗試。其實不。

他們解釋了一些充電測試:

“相對於初始容量,在2000年(充電)循環中遭受不同的應變後,容量保持率可以保持在84.5%以上。當設備恢復其原始狀態時,在500個循環後,容量可以恢復到92.5%,容量保持率為89.1%,這再次表明3D列印QSS-NFB設備可以有效地緩沖和減輕機械壓縮/釋放。”

他們發現功率輸出和充電能力在壓縮序列中有所變化,但變化不大。因此,似乎他們已經開發出一種製造可壓縮且柔性電池的方法。

隨著這項技術的商業化,將更有可能開發遭受機械應力的可穿戴設備。從理論上講,它也可以通過在壓縮事件中不爆炸來使所有設備更安全。

但是目前這還只是研究,在將其商業化之前還必須採取更多的步驟。

報導來源:ACS Nano,https://www.fabbaloo.com/blog/2020/7/24/3d-printed-compressible-batteries

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