Ampcera和LLNL实验室获150万美元投资，开发更耐用、更高效的3D打印锂电池

导读：众所周知，传统内燃机驱动的汽车会产生大量污染排放，对我们的环境和地球造成难以修复的破坏。相较之下，低排放、能源清洁的电动汽车凭借其明显的环保优势，开始受到越来越多人欢迎的出行方式。受此影响，电动汽车的核心——锂电池也得以快速发展起来。

2022年7月9日，南极熊获悉，为了减少二氧化碳排放，迈向更加绿色的未来，美国能源部 (DOE) 已向 Ampcera 和劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 提供了一笔大约 150 万美元的资金。这笔资金将被用于资助开发制造3D结构锂电池阴极的无溶剂激光粉末床融合 (L-PBF) 增材制造技术，提高锂电池的性能和能量密度，使其更加经济和可持续。

电动汽车的心脏——锂电池

锂电池可以被认为是任何电动汽车的心脏，它们直接决定了汽车的运作性能。虽然这种电池有助于环保汽车的运行，但它也有其缺点，包括对环境不友好的原材料提取，以及锂电池被认为是易燃的并需要冷却设施。

因此，新一代的锂离子电池需要以更低的成本获得更高的能量和功率密度，并能够以更安全的性能运行。当前基于浆料浇铸和涂层的电池制造技术正在努力进一步改善这些关键指标，但这些传统的电池制备技术同样有着一定的局限性。与传统的基于浆料的薄膜电极制造方法相比，干式激光粉末床熔融在生成用于高功率、低成本锂离子电池的结构化电极方面很有前景。为了尽可能克服现有锂电池制备技术的缺点，美国能源部开始介入并资助了这项通过增材制造技术改善电池性能的项目。

美国参议员亚历克斯·帕迪拉说：“我赞赏能源部在加州投资数百万美元用于创新清洁能源项目，实现我们的排放目标和应对气候危机需要齐心协力开发新技术——包括更好的锂离子电池。今天的研究将使我们能够在未来几年创造一个强大的清洁能源经济。”

新型锂电池的目标是降低成本并提高性能。图片来源：LLNL

通过增材制造生产锂电池的优势

Ampcera是锂电池市场的一家富有创新性的供应商，并与劳伦斯利弗莫尔国家实验室合作，该合作项目是美国能源部先进制造办公室批准的六个能源系统项目之一。项目旨在减少工业排放，开发清洁能源技术。这一目标将通过增材制造技术来实现，因为它被认为是非常节能的。据悉，增材制造电池的预计效率将比传统制造方法提高 10 倍以上，锂电池制造成本将降低50%以上。此外，通过 3D 打印生产锂电池也有望将能量密度提高到 450 Wh/kg 以上，并将成本降低到每 kWh 不到 75 美元。

Ampcera公司专注于增材制造技术，认为它是一种更环保的工艺，能够以高容量加工大型 3D 阴极结构。尽管L-PBF技术最初是为金属零件的 3D 打印而开发的，但LLNL 的科学家和该项目的首席研究员叶建超正计划使用这种增材制造技术将正极粉末混合物热粘合到铝基流体上，并生成独特的 3D 结构以实现更快的充电和更高能量密度的电池。他还表示说：“增材工艺允许处理高容量 3D 阴极结构，使锂离子电池能够在 15 分钟或更短的时间内达到 80% 的快速充电目标。通过消除溶剂，超高速的激光加工技术允许大规模电池制造，具有更高的产量、更低的能耗和成本，并可能提高功率和能量密度。“

Ampcera公司在高性能固态电解质和电极材料方面拥有强大的技术组合，该公司将为 LLNL 提供最先进和高度工程化的阴极粉末，用于 L-PBF 加工。

联合投资人、Ampcera 首席技术官兼联合创始人杜辉看好与 LLNL 的合作：“LLNL 与Ampcera 的合作将加速速低成本 L-PBF 增材技术的开发和高性能锂电池制造技术商业化进程。在开发出 3D 结构的阴极后，我们希望将该技术扩展到负极设计，并进一步探索其在具有更高能量和功率密度的全固态锂金属电池中的应用。”