科學家利用3D打印技術成功制造任意形狀的鋰離子電池

電動汽車以及包括手機、筆記本電腦在內的大多數電子設備，通常會選擇鋰離子電池進行供電。目前，制造商必須要圍繞著商用電池的尺寸和形狀來設計他們的設備，不過近期科研人員已經找到了一種新型方式，借助3D打印技術來打印出任意形狀的鋰離子電池。


科學團隊在《ACS Applied Energy Materials》上展示了他們的研究成果[PDF]。從理論上來說，3D打印技術可以制造幾乎任何形狀，包括電池、框架和電子元件在內的完整設備。不過目前3D打印所使用的聚合物（例如PLA）并非離子導體，這是打印電池的主要障礙。

為此Christopher Reyes，Benjamin Wiley及其同事開發出了能夠使用廉價3D打印機完整打印鋰離子電池的工藝。研究人員通過注入電解質溶液來增加PLA的離子電導率，此外在電池的陽極和陰極中參入石墨烯和多壁碳納米管來增加電池的電導率。

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為了展示3D打印電池的未來潛力，該團隊使用該技術打印出了集成鋰離子電池的LED手鐲，內置電池可以為LED燈持續照明60秒時間。雖然目前第一代3D打印電池的容量要比商用電池低兩個數量級，但是團隊表示已經找到了多種方案來增加容量，例如使用電導率更高的材料替代PLA等等。