3D打印固态电池，KeraCel获得日本汽车零部件制造商Musashi投资

3D打印电池，之前在一些学术杂志上发表过不少相关文章，但是一直未能应用于实际产业中。2019年5月份，美国加州Keracel宣称，在生产陶瓷固态锂电电池方面，已经突破了多项难关与挑战，并取得了最新成功。通过3D打印技术通过统一打印电池元件和无缝接口的能力非常具有挑战性，为了成功地构建电池结构，使其在生产过程与组装过程不存在任何缺陷，公司研发人员在材料和工艺技术方面进行了大量的研发工作。

2019年8月9日，南极熊从外媒获悉，日本汽车零部件制造商Musashi Seimitsu Industry宣布与先进的电池技术专家KeraCel建立了战略合作伙伴关系，目标是加速3D打印固态电池的发展。

作为此次合作的一部分，Musashi已经对KeraCel进行了投资，以推动其3D打印电池向大批量生产方向发展。他们首先将该技术应用于摩托车行业，然后再去适应更广泛的汽车行业。 KeraCel董事长兼首席执行官Robert Bagheri表示：“通过与Musashi建立合作，使KeraCel能够为汽车市场开发安全，高能的电池。

用于摩托车的固态电池

固态电池与标准锂离子电池不同，因为它们用固体代替液体或聚合物凝胶电解质。这样可以使得电池更小，容量更大并且使用起来更安全。固态电池带来的诸多好处使得许多大型汽车公司，如丰田，宝马和本田，都在为其电动汽车开发出类似的解决方案。

△标准锂电池（左）与全固态电池对比

KeraCel成立于2016年，正在开发并推出使用专有3D打印方法制造的固态电池。 KeraCel电池中使用的固体材料是陶瓷，在KeraCel的方法中，陶瓷材料层非常薄，减少了非活性材料的开销量，并增加了潜在的能量密度。据说与现有的锂离子电池相比，电池的能量增加了一倍，成本降低了一半。 3D打印还允许KeraCel制造任何形状或尺寸的电池，以满足多种应用。

△常见固态电池结构图，来源百度百科

Musashi总裁兼首席执行官Hiroshi Otsuka评论道：“我们很高兴与KeraCel一起探索固态电池的技术创新，Musashi对KeraCel 3D打印电池技术的投资符合公司在保护环境的同时推动可持续能源和增长的愿景。”

△Musashi Seimitsu生产的摩托车部件

3D打印电池

固态锂电目前处于领先地位的是美国的SolidEnergy和汽车巨头丰田，这两家企业的固态电池产品能量密度已经显著优于当前的锂离子电池，并已经有相关产品或明确的量产计划。

△SolidEnergy公司的电池技术与iPhone锂电池对比

丰田已经计划在2030年前向电池领域投入研发资金130亿美元，其中就包括锂离子电池路线推进固态电池产业化，实验室产品能量密度达到400Wh/Kg，并预计2022年推出车用全固态锂电池，并将在2025年实现量产。

各种研究机构也在尝试多种不同的固态电池生产方法。 2018年，卡内基梅隆大学（CMU）和密苏里科技大学的科学家们应用3D打印技术生产高容量锂离子电池。当时这项研究被研究作者视为“3D电池的一项重大进步”，有可能改变所有便携式电子设备，从智能手机到笔记本电脑和游戏机。

德克萨斯州立大学和北卡罗来纳州杜克大学的研究人员使用桌面3D打印机和PLA线材，还发现了一种将锂离子电池制作成可穿戴设备和纽扣电池的经济有效的方法。

最近在2019年，劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员3D打印出一种全液体装置，用于化学合成电池和药物配方。


编译自：3dprintingindustry