韓國(guó)科學(xué)家研發(fā)出可3D打印成任何形狀的電池

在很多人的印象中，電池永遠(yuǎn)是或方、或圓的那么一塊。但是近日，有科學(xué)家宣稱，電池也可以變身成各種更有趣的形狀——在3D打印技術(shù)的幫助下，以更好地用于各種可穿戴科技產(chǎn)品。

近日，韓國(guó)國(guó)立蔚山科學(xué)家技術(shù)大學(xué)（UNIST）能源與化工學(xué)院能源工程系的研究人員在《Nano Letters》上發(fā)布了一篇名為《可打印固態(tài)鋰離子電池：邁向帶有美學(xué)功能的可變形狀電源以用于多功能柔性電子產(chǎn)品（Printable Solid-State Lithium-Ion Batteries: A New Route toward Shape-Conformable Power Sources with Aesthetic Versatility for Flexible Electronics）》，這篇論文的作者為Se-Hee Kim、Keun-Ho Choi、Sung-Ju Cho、Sinho Choi、Soojin Park和Sang-Young Lee。這篇論文討論了一種全新的可定制電池的可能性。

研究人員們稱，這種鋰離子電池將能夠以更方便的形式，在任何地方打印出來。他們將這種新型的電源稱為PRISS鋰離子電池，可以在具有復(fù)雜幾何形形狀的任意對(duì)象上連續(xù)打印，從而形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。研究人員指出，這些全新電源的用處將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的電池技術(shù)。

為了制造出這種全新的超級(jí)電池，科學(xué)家們使用了以下幾種物質(zhì)的組合：

• SCE糊
• 電極漿料
• UV固化丙烯酸酯聚合物
• 高沸點(diǎn)電解質(zhì)
  

不過科學(xué)家們正在尋找使用其它可更為先進(jìn)的技術(shù)制造這些電池，以使其制造起來更為方便和經(jīng)濟(jì)。

“為了擴(kuò)展這種可打印電池的應(yīng)用范圍，我們目前正在考慮多種打印技術(shù)?！痹擁?xiàng)目的負(fù)責(zé)人Sang-Young Lee教授稱，“噴墨和3D打印，都在我們的考慮范圍之內(nèi)，因?yàn)樗鼈兛梢允咕哂卸嗑S/多尺度復(fù)雜結(jié)構(gòu)電源的制造變得簡(jiǎn)便。但是更為迫切的先決條件是，每一種打印技術(shù)都需要滿足謝謝可打印電池部件的流變學(xué)要求，并不損害其電化學(xué)性能。我們的團(tuán)隊(duì)最近在應(yīng)用噴墨和3D打印技術(shù)來制造這些可打印電池方面取得了一些有趣的結(jié)果。這將會(huì)把可充電電源的應(yīng)用帶到一個(gè)我們前所未見的全新領(lǐng)域?！?/font>

使用這些材料和3D打印的優(yōu)勢(shì)，研究人員得以去除掉一些多余的步驟和傳統(tǒng)的材料，正是這些東西限制了電池被制成其他的形狀。顯然，傳統(tǒng)電池的“外殼”是專門用來避免電池里的酸或其他材料出現(xiàn)泄漏以及保持電極的分開。但是隨著新結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)，這些問題都已經(jīng)不再是一個(gè)問題。

更令人稱奇的是，SCE糊和電極漿料的混合實(shí)現(xiàn)了一個(gè)全新的應(yīng)用。比如，導(dǎo)電混合物甚至可以與模板一起使用，以用于一些裝飾性的設(shè)計(jì)，比如制成字母或各種形狀。它們還能夠通過連接器為LED供電。而且它們的功能很強(qiáng)，在經(jīng)過30個(gè)周期后最多可以保留90％。然而，科學(xué)家們?nèi)栽谂M(jìn)一步優(yōu)化其效率。

“所有的電池組件，如陰極，陽(yáng)極和電解質(zhì)，都可以打印成具有復(fù)雜幾何形狀的任意對(duì)象，從而可以使這種電池可以無縫集成到任何復(fù)雜形狀的對(duì)象上。”李說。

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