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    加州大学材料科学家获得90万美元,用于开发3D打印锂离子电池技术

    2022-08-05来源:网络

      锂电池可以被认为新能源汽车的心脏,它们直接影响了汽车的重要性能指标。目前,人们希望通过3D打印技术,开发出新一代的锂离子电池。它需要具备更低的成本和更高的能量功率密度,以及更加对环境友好。

      △传统的锂离子电池,无论是在厚度,重量,结构,安全性,都不足以满足未来使用需求

      2022年8月4日,加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院的材料科学家Bruce Dunn,和加州大学洛杉矶分校日本玻璃板公司主席Morris Wang的带领下,与劳伦斯利弗莫尔国家实验室的同事一起,被选中获得美国能源部(DOE)一笔90万美元(约608万人民币)的拨款,将利用3D打印技术的设计优势,开发新一代锂离子电池。

      美国能源部与3D打印技术 3D打印锂电池的潜力是巨大的。至少,这是能源部所相信的。正如该部门在过去两个月内,先后共计投资240万美元(约1621万人民币)用于该领域的研究资助。

      关于另一笔资金,就在今年6月底,劳伦斯利弗莫尔国家实验室宣布与Ampcera公司合作,能源部提供150万美元的资金,开发无溶剂激光粉末床熔融3D打印技术,用于制造3D结构的锂电池阴极。

      △2021年,Ampcera研发的全陶瓷致密固态电解质隔膜片(25um厚度,50mmx100mm尺寸,柔韧且无缺陷,室温离子电导率~1mA/cm)

      关于Ampcera 该公司认为3D打印技术,是一种更环保的工艺,能够以高容量加工大型3D阴极结构。尽管L-PBF技术最初是为金属零件的 3D 打印而开发的,但LLNL的科学家和该项目的首席研究员叶建超,正计划使用这种增材制造技术,将正极粉末混合物热粘合到铝基流体上,并生成独特的3D结构,以实现更快的充电和更高能量密度的电池。

      他表示:“增材工艺允许处理高容量3D阴极结构,使锂离子电池能够在15分钟或更短的时间内达到80%的快速充电目标。通过消除溶剂,超高速的激光加工技术,允许大规模电池制造,具有更高的产量、更低的能耗和成本,并可能提高功率和能量密度。“

      △Bruce Dunn和Morris Wang

      关于加州大学 Dunn,是加州大学洛杉矶分校的材料科学和工程教授,同时也是加州大学洛杉矶分校材料科学和工程教授的Wang是联合首席调查员。从本月起担任工程学院的临时院长。他将担任该项目的主要研究人员,该项目是资助清洁能源技术5790万美元(约3.9亿人民币),整体计划中的一部分。

      该团队的目标是通过提高可用功率,加快充电速度,并使其制造成本更低,同时在此过程中浪费更少的材料来改进锂离子电池。3D打印技术,允许创建一个更复杂的内部电池结构,可以储存更多的能量,这是一个对新的制造工艺至关重要的发展。

      锂离子电池具有出色的能量重量比,已经广泛用于当今手机、笔记本电脑、电动汽车和一系列其他消费产品。然而,它们所能提供的能量和充电的速度是有限的,目前科学家们,希望通过3D打印特殊的构建能力,来得到实现质的改变。

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