Ученые научились печатать литий-ионные батареи на 3D-принтере
Группа исследователей использовала 3D-печать для создания литий-ионных батареек. Способ позволяет выйти за границы традиционных форм аккумуляторов.
Технология обеспечит большую свободу производителям электромобилей, мобильных телефонов, ноутбуков и других устройств, которые пока вынуждены отталкиваться в дизайне от размеров и формы доступных в продаже аккумуляторов. Отчет об исследовании представлен в ACS Applied Energy Materials.
Большинство литий-ионных батарей выпускаются в виде цилиндров или параллелепипедов. Производитель должен учитывать это при создании нового продукта, что ведет к неэффективному использованию пространства и ограничениям дизайнерского потенциала. Технически, 3D-печать позволяет изготовить устройство полностью, включая аккумулятор. Но полимеры, используемые в качестве сырья, вроде полимолочной кислоты (PLA), не проводят ионы. Кристофер Рейес с Бенджамином Вили и коллегами решили придумать метод, позволяющий изготавливать литий-ионные структуры на дешевом устройстве.
Исследователи повысили ионную проводимость PLA, введя в нее электролитный раствор. Дополнительно, они улучшили электропроводность батарей добавив графен и многостенные углеродные нанотрубки в анод и катод соответственно. Для демонстрации работы методики, группа напечатала жесткий светодиодный браслет со встроенным аккумулятором. Он обеспечивал свечение около минуты. По словам ученых, мощность первого поколения напечатанных на 3D-принтере батарей почти в 100 раз ниже, чем у стандартных аналогов, что делает их непригодными для использования в реальных устройствах. Но у авторов уже есть идеи по повышению параметров аккумулятора. В частности, они планируют заменить PLA подходящими для 3D-печати пастами.