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        鋰離子電池組件將在噴墨打印機上打印

        • 產經
        • 2020-02-09 10:41:03
        • 來源:

        彼得大帝圣彼得堡理工大學(SPbPU)的科學家們正在開發一種利用噴墨打印機打印微型鋰離子電池電極的技術。正在進行的研究可能有助于為生物傳感器、可穿戴電子設備和其他微型設備創造電源。研究結果發表在領先的科學期刊之一“能源技術”上..這項研究是在SPbPU國家技術倡議中心和兩項俄羅斯科學基金贈款的資助下進行的。

        一種傳統技術生產的鋰離子電池,具有較高的能量密度,這意味著它們可以在較小的體積內儲存大量的鋰離子電池。由于這種特性,它們經常被用于微型設備,如智能手表、手寫筆等。如今,這一領域的進步達到了技術極限,進一步縮小規模是一項挑戰。因此,技術增長需要新的方法來制造電池。其他可能的解決方案包括集成電路生產中使用的方法,以及具有高性能優勢的各種打印方法。

        要打印具有給定特性的電極,需要選擇印刷溶液的合成條件、組成和粘度以及印刷參數(例如,液滴之間的距離和施加的層數)。對于來自不同科學領域的專家來說,這是一項具有挑戰性的任務。噴墨打印制造的電極與傳統技術生產的電極相比,不能提供足夠高的能量密度。觀察到的差異是由于使用了各種材料,以及制造的電極的參數-活性層密度、活性材料的比例等。

        “為了減少能量密度的差異,我們建議使用基于鋰和錳的富集正極材料的有前途的化合物,并增加容量。”彼得大帝圣彼得堡理工大學國家技術倡議(NTI)先進制造技術中心“新材料與結構實驗室的合成”首席研究員馬克西莫夫說。“我們通過噴墨打印證明了用這種材料制造電極的可能性。我們還發現,印刷電極中材料的能量強度和傳統工藝制作的電極是接近的。”

        利用合成的活性陰極材料,科學家制備了穩定的膠體溶液,并優化了噴墨打印的流變參數。他們選擇了印刷電極的條件,對印刷電極的電化學性能進行了研究,證實了使用這種技術方法的前景和陰極材料的選擇組成。不久,科學家們計劃進行研究,以進一步提高印刷電極的能量強度和鋰離子電池的原型。


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