研究人员利用熔丝制造和烧结法制造全陶瓷电极可用于锂离子电池

当前位置: 电池联盟网 > 前沿 >

研究人员利用熔丝制造和烧结法制造全陶瓷电极可用于锂离子电池

时间:2021-11-27 17:45来源:盖世汽车作者:Elisha

点击: 次

（图片来源：sciencedirect）

锂离子电池具有功率强、能量密度高和使用寿命长等优势。据外媒报道，一项新研究探讨锂离子电池在3D打印中的应用。

对大容量电池系统的需求，如电动汽车中使用的系统，现在可以通过在电池模块中加入数百或数千个普通电芯来满足。在这种情况下，需要解决空间利用问题。管理此类电池存储，挑战在于精确控制电芯能量和电池状态。为了解决这些问题，可以考虑两种方法：改善所涉及材料的电化学特性，或者优化电池和设备的结构。就后者而言，使用多功能电池，除了电气用途，还具有结构用途，旨在降低整个系统的体积和重量。

事实上，采用具有特定形状的电池，以适应电子设备内部的特定位置，可能是有用的方法。通过优化活性材料数量，提高整个系统的能量密度。近十年来，已经开发出了各种各样的解决方案，通过开发具有更大表面积的电极，如带交叉形电极的锂离子电池，提高设备的功率密度和能量。然而，大多数商用电芯类型的几何形状范围非常有限，限制了通过改变电池存储实现适应性。

锂离子电池熔丝的制备

与传统的生产工艺相比，3D打印的功率设备及其元件，在这一领域具有明显的优势，可以开发具有高表面积的电极，或制造具有适合特定产品设计的几何形状设备，并优化工艺中活性材料的数量。熔丝制造 (FFF) 是一种可行且低成本的锂离子电池制造方法，在不同技术中可用于制造具有定制几何结构的锂离子电池。比起需要使用有机粘结剂的标准复合电极，全陶瓷电极具有更高的能量密度，因此，将陶瓷FFF应用于电极领域，可能是一项有价值的技术。

此项研究详细介绍了通过FFF 3D打印复合长丝和烧结法，制备全陶瓷LTO负极和LCO电极，并对打印电极的微观和宏观结构、电导率、相稳定性和电化学性能进行了详细的分析。通过这种方法制备的3D打印LTO和LCO电极，具有与单轴压制陶瓷颗粒相同的电导率，分别显示168和129mAh g-1，为理论容量的96%和94%。

无论是在个人还是工业层面上，熔丝制造都是应用最广泛的增材制造创新方法，因其具有易用性、大规模制造能力，可以利用多种商用材料、低成本组件和3D打印设备。其他一些常见方法，如直写成型技术DIW或光聚合（vat polymerization）工艺，能够提供更好的分辨率，但存储和管理墨水和树脂原材料更加困难。可能出现退化和稳定问题，特别是在使用浆料的情况下，因为固体载荷需要凝聚/沉淀，乐观的结果是采用中间重构过程。

FFF应用方法

另一方面，FFF采用固体热塑性长丝，在使用前可以真空保存。此外，与DIW或光聚合方法不同，在这些长丝上可以直接加入固体填料/孔前体，而且在3D打印过程中不会产生任何实质性的改变。FFF技术也是多材料打印机领域最复杂的系统之一。

最近商业领域引入石墨烯/PLA复合长丝等许多材料，并通过一系列研究利用这些材料来制造石墨烯基锂离子电池负极，然而可用于电化学装置的商用FFF原料长丝有限。DIW，即直写成型技术，在3D打印过程中存在重大问题，比如以墨水为原材料，存在长期储存问题，而且比FFF中使用的长丝更难管理。这项研究推进了创建FFF 3D打印锂离子电池，这些电池具有通常与DIW有关的微特征。

(责任编辑：子蕊)

文章标签：电池锂离子电池 3D打印熔丝制造烧结陶瓷电极

作者：Elisha ，如若转载，请注明出处：http://www.cbcu.com.cn/qianyan//2021112737762.html

看完这篇还不够？如果你也也是同行业需要发布您的新闻报道，请戳这里告诉我们！

免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn

猜你喜欢

UIUC开发可持续性电化学工艺以彻底改变锂离子电池的回收利用通过这种方法，利用废弃NMC电极废料生产最终产品，钴和镍的纯度分别可达到约96.4%和94.1%。 2021-11-20 14:50	研究人员探讨提高锂离子电池中LiVO3正极的工作容量开发具有更高能量密度的锂离子电池，是增加电动汽车续航里程距离和竞争优势的关键因素。 2021-11-16 09:14
印尼大学利用咖啡渣制造石墨烯材料可用于锂离子电池与传统电池相比，由咖啡基石墨烯产生的纳米颗粒，具有较大的表面积，允许更多的离子通过材料，从而使能量流动更顺畅。 2021-11-13 15:45	青岛能源所利用三元策略构建超高拉伸性的有机光伏电池有机太阳能电池(OSC)具有重量轻、吸收范围广、制备工艺简单及无污染等独特优势。光伏材料和器件工程的飞速发展，加快了有机太阳能电池的产业化进程。有效提高有机太阳能电池的稳定性是实现实际应用所面临的问题。与无机太阳能电池不同，有机太阳能电池可应用 2021-11-03 18:44
利用人工智能打造下一代电池推动实现全面电动化未来随着各国争夺全球电池市场（预计到2027年将达到2797亿美元），人工智能（AI）已成为加快创新速度的一种富有前景的工具。 2021-11-01 09:52	丰田利用量子计算机开发电池材料据外媒报道，丰田汽车（Toyota Motor）试图通过采用量子计算来研究可以提高性能的新材料，从而加快电动汽车电池的开发。 2021-10-30 15:33
青岛能源所开发出利用诱导沉积制备薄层无枝晶金属锂负极新方法随着智能手机、电动汽车等产业的高速发展，对兼具高能量密度、高安全性的二次储能电池的需求日益增长。近年来，在各类电池材料体系中，金属锂具有高理论容量（3860mAh g-1）、低氧化还原电势（-3.04V vs. 标准氢电极）、低密度（0.59 g cm-3）等优势，成为储 2021-10-20 19:42	研究人员开发双极板解决方案以用于高性能燃料电池双极板（BPP）是现代燃料电池的关键组成部分，对于促进乘用车和商用车电动出行的发展，具有重要意义。 2021-10-02 17:59
美国研究人员从受污染的水中提前锂可降低电动汽车电池成本据外媒报道，一个由工程师和科学家组成的跨学科小组研发了一种从受污染的手中提取锂的方法。 2021-09-10 08:48	研究人员开发新型拉伸电极提高电池的存储容量和寿命每天为电池充电，会使其功能逐渐衰退，最终更换这些电池，不仅要付出大量成本，而且会消耗稀土资源。 2021-09-06 18:33

专题

更多

电池制造工程师培训暨国内电池行业职业等级评价（高级）班

中国电池工程师年会(2021CSBE)

相关新闻

UIUC开发可持续性电化学工艺以彻底改变锂离子电池的回收利用

通过这种方法，利用废弃NMC电极废料生产最终产品，钴和镍的纯度分别可达到约96.4%和94.1%。

2021-11-20 14:50
研究人员探讨提高锂离子电池中LiVO3正极的工作容量

开发具有更高能量密度的锂离子电池，是增加电动汽车续航里程距离和竞争优势的关键因素。

2021-11-16 09:14
印尼大学利用咖啡渣制造石墨烯材料可用于锂离子电池

与传统电池相比，由咖啡基石墨烯产生的纳米颗粒，具有较大的表面积，允许更多的离子通过材料，从而使能量流动更顺畅。

2021-11-13 15:45
青岛能源所利用三元策略构建超高拉伸性的有机光伏电池

有机太阳能电池(OSC)具有重量轻、吸收范围广、制备工艺简单及无污染等独特优势。光伏材料和器件工程的飞速发展，加快了有机太阳能电池的产业化进程。有效提高有机太阳能电池的稳定性是实现实际应用所面临的问题。与无机太阳能电池不同，有机太阳能电池可应用

2021-11-03 18:44
利用人工智能打造下一代电池推动实现全面电动化未来

随着各国争夺全球电池市场（预计到2027年将达到2797亿美元），人工智能（AI）已成为加快创新速度的一种富有前景的工具。

2021-11-01 09:52
丰田利用量子计算机开发电池材料

据外媒报道，丰田汽车（Toyota Motor）试图通过采用量子计算来研究可以提高性能的新材料，从而加快电动汽车电池的开发。

2021-10-30 15:33
青岛能源所开发出利用诱导沉积制备薄层无枝晶金属锂负极新方法

随着智能手机、电动汽车等产业的高速发展，对兼具高能量密度、高安全性的二次储能电池的需求日益增长。近年来，在各类电池材料体系中，金属锂具有高理论容量（3860mAh g-1）、低氧化还原电势（-3.04V vs. 标准氢电极）、低密度（0.59 g cm-3）等优势，成为储

2021-10-20 19:42
研究人员开发双极板解决方案以用于高性能燃料电池

双极板（BPP）是现代燃料电池的关键组成部分，对于促进乘用车和商用车电动出行的发展，具有重要意义。

2021-10-02 17:59

本月热点

北京4.16储能电站爆炸调查：磷酸铁锂电池内短路所致

时隔7个月，“4.16”北京大红门储能电站爆炸的调查结果终于公布，系磷酸铁锂电池内短路所致。

2021-11-24 09:12
前10月我国动力电池装车量累计107.5GWh

11月10日，中国汽车动力电池产业创新联盟发布2021年10月动力电池月度数据。

2021-11-12 09:56
符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单（第三批）公示

工信部对符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单（第三批）的20家企业公开征求意见。

2021-11-25 09:19
锂电池的葬礼

放大灯陈闷雷明明并不是什么新鲜东西，为什么在这两年，建立动力电池回收系统突然成了一件迫在眉睫的事情？当然是因为新能源车爆发了。数据显示，2015年至到2020年，我国全年动力电池装机量从16GWh增长至63.6GWh，年复合增长率超过50%。中国汽车技术研究

2021-11-25 11:00
干货来啦！13个动力电池寿命安全问题答疑

13个动力电池寿命安全问题答疑

2021-11-16 09:26
锂电池原材料5~10年将消耗殆尽?宁德时代、比亚迪这样面对资源焦虑

“5到10年之后，目前用于生产锂离子电池的原材料就会被消耗殆尽。”在11月2日举办的世界顶尖科学家碳大会上的未来能源发展论坛中，2019年诺贝尔化学奖得主斯坦利·惠廷厄姆如此说。

2021-11-16 11:05
水泥龙头跨界锂电，2个月收购多家锂业公司股权

11月10日，金圆股份股价再度涨停，近3个交易日实现3连板。消息面上，金圆股份最近2个月频繁发布收购锂矿等锂电池相关产业链资产。

2021-11-11 10:35
钠离子电池现状及未来发展

因为与锂离子电池有着相似的工作原理，钠离子电池开始受到业界关注。

2021-11-25 09:19

欢迎投稿

联系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
发送邮件时用@替换#
电话：010-56284224

在线投稿

研究人员利用熔丝制造和烧结法制造全陶瓷电极 可用于锂离子电池

研究人员利用熔丝制造和烧结法制造全陶瓷电极可用于锂离子电池