《技能概览》网站()2019年12月22日刊发文章,谈到了3D打印锂电池的问题。文中指出3D打印技能将完成产品集成更小、更强壮的电池,一起在规划是也将考虑到收回运用。
二十一世纪,锂离子电池是咱们生活办法的一项“使能技能”。什么是“使能技能”技能?维基百科的界说:使能技能是指能够对用户的才干或文明发作根本性改动的创造或立异,其最显着的特征是一般会在不同范畴快速构成衍生技能。这些能量包使移动电话、电动轿车、笔记本电脑、医疗设备、机器人和遥控传感器等都成为或许。或许并不古怪,2019年诺贝尔化学奖的获得者正是锂离子电池开发人员。2019年诺贝尔化学奖颁发美国固体物理学家约翰·巴尼斯特·古迪纳夫(John B。 Goodenough)、英国化学家斯坦利·威廷汉(Stanley Whittingham)和日本化学家吉野彰(Akira Yoshino),以赞誉他们创造锂离子电池方面做出的奉献。
3D打印技能将完成产品集成更小、更强壮的电池
资料科学家迫切需求更好的电池,用于物联网、下一代个人设备等。更好的电池也将被要求用于存储太阳能和风能,然后让构建一个零化石燃料运用的社会成为或许。
电池功能的好坏是由许多不同要素决议的,能量密度是至关重要的,坚持电荷而不走漏的才干也很重要,不计其数次的充电才干以及安全性等都会影响电池功能。能将化学能转化为电能的电化学设备十分清楚这种平衡行为是多么奇妙。电池制作商在测验新办法时十分慎重,避免形成功能下降。还有更好的改善电池的办法吗?现在咱们应该的大改善或许来自哪里呢?
爱尔兰科克大学的弗拉基米尔埃戈罗夫(Vladimir Egorov)和他的一些搭档得到了一个答案:未来的电池将经过3D打印技能制作,3D打印将使新一代更小、更强壮的电池的呈现成为或许。
3D打印即快速成型技能的一种,又称增材制作,它是一种以数字模型文件为根底,运用粉末状金属或塑料等可粘合资料,经过逐层打印的办法来结构物体的技能。3D打印是各种技能的总称,这些技能答应经过逐层增加原料来构建三维目标。它能成为一种规划测验原型的办法,能够打印异国情调的食物,替换身体部位,乃至整个建筑物。并行运用多台打印机,能够大规模出产轿车、飞机零件和鞋子等物品。
资料科学家也开端测验用聚合物墨水和银聚合物来打印电子线路的办法,因而不再需求焊接。这样,电路板就能够或多或少地呈现出任何形状,还能够构成设备结构的一部分。但是,一个重要的约束是需求运用特定的尺度和形状的电池。打印3D电池的才干将改动这一点。Egorov和co说:“假如为了漂亮、舒适或功能性的原因,能够将它们无缝集成到产品规划中,那么在产品规划阶段就不需求包容体积更大、形状固定的规范电池。”。
但是说起来简单做起来难。电池中运用的电活性资料具有固有的反响性,阳极和阴极等结构在物理上是杂乱的。它们一般有必要像晶体相同有序,有时像分子海绵相同多孔。它们有必要一直具有十分杰出的化学特性。无论是经过固体或液体的揉捏,仍是经过液体的聚合,创立适宜3D打印的这些资料都是一项应战。一旦打印出来,这些资料有必要坚持它们之间的电气衔接,严控组件之间发作的任何化学反响,并保证电池能够在多个周期内充放电。
最重要的是,电池有必要是安全的。一切的电池都有必要经过严厉的安全规范,才干用于家庭、轿车、飞机等。电池走漏会形成贵重的损坏。但最严峻的危险是火灾。
即便一切这些应战都能战胜,另一个问题也火烧眉毛。3D电池会比现有的规划更有用吗?Egorov和co全面概述了电池职业在打印未来电源组方面所面对的资料、办法和应战问题。但评论家们疏忽了未来电池规划中的一个重要元素,即3D打印能够发挥及其重要的效果。
3D打印答应的灵活性有或许发动并加快电池技能革新
电池职业面对的最大和最重要的应战之一是使其产品可收回运用。今日的电池是专门规划的,所以它们不简单被拆开,所以再运用它们所含的有价值的资料几乎是不或许的。所以很需求改动。现在的主意是,电池有必要从规划开端就考虑到收回运用,这将需求电池规划师具有一个全新的思想态势。3D打印答应的灵活性有或许发动并加快这一急需的革新。
3D打印技能现已很老练,成功的运用于多个范畴,但一些专家指出,用3D技能用来出产锂离子电池或许不太实际,用来打印一些锂电池模型或许更为适宜。3D打印锂电池是否可行,让咱们拭目而待!
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