加州大学材料科学家获得90万美元，用于开发3D打印锂离子电池技术

颗粒在线讯：锂电池可以被认为新能源汽车的心脏，它们直接影响了汽车的重要性能指标。目前，人们希望通过3D打印技术，开发出新一代的锂离子电池。它需要具备更低的成本和更高的能量功率密度，以及更加对环境友好。

△传统的锂离子电池，无论是在厚度，重量，结构，安全性，都不足以满足未来使用需求

2022年8月4日，加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院的材料科学家Bruce Dunn，和加州大学洛杉矶分校日本玻璃板公司主席Morris Wang的带领下，与劳伦斯利弗莫尔国家实验室的同事一起，被选中获得美国能源部（DOE）一笔90万美元（约608万人民币）的拨款，将利用3D打印技术的设计优势，开发新一代锂离子电池。

美国能源部与3D打印技术

3D打印锂电池的潜力是巨大的。至少，这是能源部所相信的。正如该部门在过去两个月内，先后共计投资240万美元（约1621万人民币）用于该领域的研究资助。

关于另一笔资金，就在今年6月底，劳伦斯利弗莫尔国家实验室宣布与Ampcera公司合作，能源部提供150万美元的资金，开发无溶剂激光粉末床熔融3D打印技术，用于制造3D结构的锂电池阴极。

△2021年，Ampcera研发的全陶瓷致密固态电解质隔膜片（25um厚度，50mmx100mm尺寸，柔韧且无缺陷，室温离子电导率~1mA/cm）

关于Ampcera

该公司认为3D打印技术，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。

他表示：“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。“

△Bruce Dunn和Morris Wang

关于加州大学

Dunn，是加州大学洛杉矶分校的材料科学和工程教授，同时也是加州大学洛杉矶分校材料科学和工程教授的Wang是联合首席调查员。从本月起担任工程学院的临时院长。他将担任该项目的主要研究人员，该项目是资助清洁能源技术5790万美元（约3.9亿人民币），整体计划中的一部分。

该团队的目标是通过提高可用功率，加快充电速度，并使其制造成本更低，同时在此过程中浪费更少的材料来改进锂离子电池。3D打印技术，允许创建一个更复杂的内部电池结构，可以储存更多的能量，这是一个对新的制造工艺至关重要的发展。

锂离子电池具有出色的能量重量比，已经广泛用于当今手机、笔记本电脑、电动汽车和一系列其他消费产品。然而，它们所能提供的能量和充电的速度是有限的，目前科学家们，希望通过3D打印特殊的构建能力，来得到实现质的改变。