Japonia realizează utilizarea imprimării 3D pentru a produce baterii cu stare solidă

Profesorul Motoge de la Universitatea Tohoku din Japonia&și asistentul Kobayashi Hiroaki și alții au dezvoltat tehnologia utilizării unei imprimante 3D pentru a face baterii cu stare solidă. Când faceți, utilizați materiale care pot schimba liber duritatea. Este nevoie de doar câteva ore pentru a face o baterie și nu este nevoie să efectuați procesul de temperatură ridicată care era necesar în trecut. Bateria produsă de probă a rezistat la diverse teste de performanță și are o anumită performanță, care este de așteptat să contribuie la utilizarea practică timpurie a bateriilor cu stare solidă.

Electrolitul este una dintre componentele principale ale bateriei, de obicei în stare lichidă, dar electrolitul unei baterii cu stare solidă este solid și există mai puțin risc de accidente de incendiu. O altă caracteristică a acestei baterii este că bateria poate fi stivuită pentru a crește capacitatea de stocare pe unitate de volum. Este foarte așteptat ca o baterie de nouă generație care poate extinde gama de vehicule pur electrice (EV).

Membrana electrolitică dezvoltată are aceeași flexibilitate ca și lentilele de contact moi

Principalul curent al bateriilor cu stare solidă este de a presa cu forță electrozii și materialele electrolitice împreună și de a le încălzi la sute de grade Celsius. Cu toate acestea, procesul de încălzire necesită costuri și există cazuri de fisurare termică. În același timp, există o problemă. Deoarece electrolitul este dur, atunci când electrodul pozitiv și electrodul negativ se extind și se contractă în mod repetat odată cu încărcarea și descărcarea, cei doi nu pot fi atașați strâns, ceea ce duce la o performanță slabă a bateriei.

Echipa de cercetare a efectuat cercetări privind producția de membrane electrolitice moi pentru bateriile cu stare solidă. După amestecarea unui lichid special care este favorabil mișcării ionilor de litiu și a oxidului de siliciu, se poate forma o peliculă de sticlă similară cu lentilele de contact moi. Atâta timp cât cantitatea de oxid de siliciu este schimbată, moliciunea poate fi ajustată.

De această dată, echipa de cercetare a redus la jumătate cantitatea de oxid de siliciu conținută în membrana electrolitului, transformând-o într-un gel. Apoi se amestecă cu rășina care va fi solidificată prin radiații ultraviolete, iar apoi poate fi turnată cu o imprimantă 3D.

Experimentele au dovedit că, transformând electrolitul, oxidul de litiu cobalt pentru electrodul pozitiv și titanatul de litiu pentru electrodul negativ în materiale asemănătoare gelului, o baterie poate fi realizată doar cu o imprimantă 3D. Se spune că poate fi fabricat în aproximativ două ore.

Reduceți concentrația de oxid de siliciu în electrolit, transformând electrolitul într-un gel și faceți o baterie printr-o imprimantă 3D

Poate fi produs prin acoperirea materialului și iradierea acestuia cu raze ultraviolete, fără încălzire la temperatură ridicată, ceea ce poate reduce foarte mult costul de fabricație. Electrolitul flexibil nu este ușor de spart și chiar dacă componenta se extinde și se micșorează, poate fi atașat ușor.

Bateria produsă de probă se poate încărca și descărca stabil de mai mult de 100 de ori. Siguranța a fost confirmată și de testele de incendiu etc. Profesorul Honma a spus:" Atâta timp cât introduceți date, dimensiunea și forma pot fi modificate după bunul plac."

Problema cu care se confruntă aplicarea practică este că conductivitatea ionică a electrolitului nu este suficient de mare. Deoarece ionii de litiu nu se pot mișca fără probleme, este dificil să eliberezi o energie imensă instantaneu.

Echipa de cercetare va ajusta compoziția materialului cu scopul de a îmbunătăți conductivitatea ionică. Experimentul de utilizare a bateriei dezvoltate pentru a conduce mașina a avut succes, iar viteza maximă a experimentului a ajuns la 30 de kilometri pe oră. Cercetătorii vor face îmbunătățiri în mod repetat pentru a crește puterea de ieșire și vor lua în considerare instalarea acesteia pe vehicule pur electrice. De asemenea, va dezvolta viguros materiale catodice cu densitate mare de energie.

Prima fază a obiectivului este realizarea utilizării practice în alimentarea senzorilor și a terminalelor portabile.