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韩国科学家研发出可3D打印成任何形状的电池

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D****n
发表时间:2015-08-17 14:23:57

在很多人的印象中,电池永远是或方、或圆的那么一块。但是近日,有科学家宣称,电池也可以变身成各种更有趣的形状——在3D打印技术的帮助下,以更好地用于各种可穿戴科技产品。

近日,韩国国立蔚山科学家技术大学(UNIST)能源与化工学院能源工程系的研究人员在《Nano Letters》上发布了一篇名为《可打印固态锂离子电池:迈向带有美学功能的可变形状电源以用于多功能柔性电子产品(Printable Solid-State Lithium-Ion Batteries: A New Route toward Shape-Conformable Power Sources with Aesthetic Versatility for Flexible Electronics》,这篇论文的作者为Se-Hee KimKeun-Ho ChoiSung-Ju ChoSinho ChoiSoojin ParkSang-Young Lee。这篇论文讨论了一种全新的可定制电池的可能性。

研究人员们称,这种锂离子电池将能够以更方便的形式,在任何地方打印出来。他们将这种新型的电源称为PRISS锂离子电池,可以在具有复杂几何形形状的任意对象上连续打印,从而形成复杂的结构。研究人员指出,这些全新电源的用处将远远超过传统的电池技术。


为了制造出这种全新的超级电池,科学家们使用了以下几种物质的组合:


  • SCE

  • 电极浆料

  • UV固化丙烯酸酯聚合物

  • 高沸点电解质


不过科学家们正在寻找使用其它可更为先进的技术制造这些电池,以使其制造起来更为方便和经济。

“为了扩展这种可打印电池的应用范围,我们目前正在考虑多种打印技术。”该项目的负责人Sang-Young Lee教授称,“喷墨和3D打印,都在我们的考虑范围之内,因为它们可以使具有多维/多尺度复杂结构电源的制造变得简便。但是更为迫切的先决条件是,每一种打印技术都需要满足谢谢可打印电池部件的流变学要求,并不损害其电化学性能。我们的团队最近在应用喷墨和3D打印技术来制造这些可打印电池方面取得了一些有趣的结果。这将会把可充电电源的应用带到一个我们前所未见的全新领域。”


使用这些材料和3D打印的优势,研究人员得以去除掉一些多余的步骤和传统的材料,正是这些东西限制了电池被制成其他的形状。显然,传统电池的“外壳”是专门用来避免电池里的酸或其他材料出现泄漏以及保持电极的分开。但是随着新结构形式的出现,这些问题都已经不再是一个问题。

更令人称奇的是,SCE糊和电极浆料的混合实现了一个全新的应用。比如,导电混合物甚至可以与模板一起使用,以用于一些装饰性的设计,比如制成字母或各种形状。它们还能够通过连接器为LED供电。而且它们的功能很强,在经过30个周期后最多可以保留90%。然而,科学家们仍在努力进一步优化其效率。

“所有的电池组件,如阴极,阳极和电解质,都可以打印成具有复杂几何形状的任意对象,从而可以使这种电池可以无缝集成到任何复杂形状的对象上。”李说。


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