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3D打印微晶格電極提升鋰電池性能

鉅大LARGE  |  點擊量:502次  |  2022年09月08日  

據外媒報道,卡內基梅隆大學(CarnegieMellonUniversity)與美國密蘇里科技大學(MissouriUniversityofScienceandTechnology)的研究人員研發了新方法,在結合氣流噴印法(aerosoljet,AJ)的基礎上,制作了一款3D打印電池電極,該電極擁有3D微晶格結構(3-Dmicrolatticestructure),可實現可控孔隙率(controlledporosity)。


研究人員在論文中指出,該微晶格結構可大幅提升鋰離子電池的容量及充放電速率。該增材制造法可利用3D打印設備,制作形狀復雜的3D電池架構,有助于優化電化學儲能的配置。據研究人員預計,該技術可在未來2-3年內應用到工業中。


鋰離子電池所用的微晶格結構可從以下方面提升電池性能:相較于實心電極(solidblock),其比容量提升4倍、實際容量提升兩倍。


此外,在完成40次電化學反應(充放電)后,該款外形復雜的3D微晶格結構仍能保持原樣,表明其機械性能十分出色。在同等重量下,這類電池可提升較大的電池容量。同理,若容量保持在當前值,那么該款電池的用材將大幅減少,有助于實現車載電池的輕量化,對交通應用的用途不言而喻。


卡內基梅隆大學的研究人員自主研發了該項3D打印方式,創建了微晶格多孔結構,還結合使用了當前的氣流噴印3D打印技術。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

研究團隊正致力于制作更為復雜的3D結構,該結構可被同時用作結構件材料及功能性材料。

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