3D打印概念图(3d打印固态电池概念)

2023-07-24 14:55分类：股票入门阅读：

撰稿 | 关耳（季华实验室）

世界经济论坛在2018年表示，未来80年世界需要20亿套新房。Realtor.com估计2020年美国需要380万套额外的新房才能满足现有的消费者需求。然而，美国大约有60万人无家可归，作为地球上最富有的国家之一他们约有4000万人生活在贫困之中。

解决贫困人口住房问题，与数量和价格都有关系。同时，对于地球来说，建筑业已经占我们全球碳足迹的40%。我们如何以对地球友好的方式有效、高效、经济地安置人们？

基于该工艺，2022年6月，高能数造发布了两款S系列电池专用型3D打印机：S180BM和S200BH设备，同时还推出了一款可根据用户需求定制的电池专用型3D打印机。

不同类型的 3D 打印机采用不同的技术，以不同的方式处理不同的材料。就材料和应用而言，3D 打印的最基本限制可能是没有一刀切的解决方案。

图片源于网络

其中一家公司是位于加利福尼亚州的创业公司Sakuú，它正在承担一项更大的任务：3D打印这些下一代的电池。

优点：成型速度快，精度高，翘曲变形小。

粘结剂喷射

高能数造3D打印的全极耳圆盘电池，图片来自：高能数造

缺点：成本高，在打印大尺寸物体时容易发生翘曲，速度较慢。

以下是SLA工艺工程：

作者介绍：

经过测试，制作的电池可以成功的驱动汽车行驶，但在实用化的过程中也发现离子电导性不够高等问题。研究人员表示，接下来的研究中将大力开发能量密度高的正极材料，争取早日在传感器和可穿戴终端等方面实现实用化。

使用特定波长的光对液态聚合物进行选择性光固化。这类技术使用的材料是光敏树脂，在光照下树脂发生从液态到固态的形态转变，从而实现打印过程。根据光源类型、照射方式和成型方式的不同，可分为立体光刻成型（Stereolithography appearance, SLA）和数字光处理（Digital light processing, DLP）等，其原理及打印过程均不同。其中，SLA使用激光逐点扫描液态树脂面，点-线-面顺序固化以完成一个层面的成型，再配合成型平台的移动层层叠加构成三维实体。DLP则采用整面曝光进行一个层面的成型，光源多为LED紫外光源，每层曝光图形由数字动态掩模芯片等空间光调制器生成。

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华中科技大学出版社紧跟时代潮流，瞄准3D打印科学技术前沿，组织策划了本套“3D打印前沿技术丛书”，并且，其中多部将与爱思唯尔（Elsevier）出版社一起，向全球联合出版发行英文版。本套丛书内容聚焦前沿、关注应用、涉猎广泛，不同领域专家、学者从不同视野展示学术观点，实现了多学科交叉融合。

逐层打印过程

金属颗粒细化

优点：加工精度高、打印成品表面光滑、整面曝光成型效率高。

在6K能源部门于2021年4月成立卓越中心后，前述技术被用于开发锂离子电池材料。借助其等离子技术，该公司表示可以直接控制金属粉末的物理和化学颗粒性质，帮助设计出更经济的电动汽车电池组。

专注于电池技术的瑞士投资公司Blackstone Resources于2019年成立了自己的德国研发子公司黑石科技（Blackstone Technology）。该公司在过去两年中一直在开发和完善其锂离子电池3D打印技术，以下是黑石公司的发展轨迹。

纵观3D打印技术的发展史，最早可追溯至1984年由美国科学家Charles Hull发明的立体光固化成型技术（Stereolithography appearance，SLA）。随后又逐步发展出选择性激光烧结（Selective laser sintering, SLS）、选择性激光熔化（Selective laser melting, SLM）、微喷射粘结成型（Three dimensional printing and gluing, 3DP）等技术。