南極熊導(dǎo)讀：3D打印固態(tài)電池在2021年即將在德國(guó)量產(chǎn)！能量密度提高1倍，充電速度提高6倍！優(yōu)先配套德國(guó)龐大的汽車(chē)制造業(yè)。寶馬／奔馳／大眾／奧迪／保時(shí)捷等廠(chǎng)商，在電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代有翻身的機(jī)會(huì)嗎？

2021年1月，南極熊3D打印網(wǎng)獲悉，瑞士Blackstone Resources（黑石資源 ）公司的專(zhuān)有3D打印鋰離子固態(tài)電池技術(shù)，取得了一系列重要的突破。它一直通過(guò)德國(guó)子公司Blackstone Technology GmbH投資于下一代電池技術(shù)。包括獲得專(zhuān)利的3D打印技術(shù)和對(duì)電池批量生產(chǎn)的研究。恰好的是，德國(guó)是全球3D打印技術(shù)最為發(fā)達(dá)的國(guó)家之一。

與目前的鋰離子電池技術(shù)相比，3D打印固態(tài)電池具有將能量密度提高一倍，制造成本降低一半的潛力。

3D打印固態(tài)電池的比較優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前最先進(jìn)的電池生產(chǎn)面臨的一些弱點(diǎn)：

不夠靈活，無(wú)法支持必須與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相匹配的組件設(shè)計(jì)

它仍然太昂貴（目標(biāo)：＜80US ＄ ／ kWh）

不適用于未來(lái)的設(shè)計(jì)，例如全固態(tài)電池

提供的能量密度仍然太低（目標(biāo)：600英里且＞ 300Wh ／ kg）

原材料仍然不安全

碳排放仍然太高

△3D打印的“多孔”電極可提高能量密度。可以將電極中的材料打印成三維晶格結(jié)果。晶格意味著電極具有更大的暴露表面積，增大化學(xué)反應(yīng)面積，電池效率更高。另外，3D打印電池模塊不需要多余的物質(zhì)即可以實(shí)現(xiàn)一體化。想象一下，特斯拉85kWh電池組由7104個(gè)電池組成，將7104塊電池粘合在一起的膠水和電線(xiàn)的重量相當(dāng)大了。但是如果這些變成是增材制造過(guò)程的一部分，而不是多余的材料，能量密度將大大提高

與使用液體電解質(zhì)的傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)相比，Blackstone Technology的3D打印工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì)。顯著降低成本，提高電池尺寸的生產(chǎn)靈活性，可以不依賴(lài)電極化學(xué)性質(zhì)而實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)。

△3D打印固態(tài)電池生產(chǎn)工作流程

Blackstone的3D打印固態(tài)電池技術(shù)，解決了這些弱點(diǎn)：

3D打印鋰離子電池生產(chǎn)已經(jīng)成熟，且有專(zhuān)利，在生產(chǎn)過(guò)程中可提供最大的靈活性；

可節(jié)省30％的CAPEX和10％的OPEX，而采用固態(tài)技術(shù)時(shí)，可節(jié)省70％的CAPEX和30％的OPEX；

世界上第一個(gè)3D打印生產(chǎn)工藝，可以批量生產(chǎn)固態(tài)電池；

可將能量密度提高20％，用固態(tài)技術(shù)時(shí)可提高100％；

利用自身資源來(lái)縮短供應(yīng)鏈，并確保長(zhǎng)期獲取電池材料；

通過(guò)將干燥過(guò)程減少50％，可將能源消耗降低25％，這是電池組電池最重要的制造成本——占總能源成本的45％至57％。

△世界上第一個(gè)使用印刷電極的功能性電池已通過(guò)測(cè)試