科学家研发使用喷墨打印机打印微型锂电池电极技术

通过常规技术生产的锂离子电池具有高能量密度，意味着锂电池可以在很小体积里存储大量的能量。由于此属性，它们通常用于微型设备，例如智能手表，手写笔等。如今，该领域的进步已达到技术极限，进一步缩小尺寸具有挑战性。因此，找到电池制造的新方法是技术发展的关键。其他可能的解决方案包括用于集成电路生产的方法，以及各种具有高性能优势的打印方法。

打印具有给定特性的电极，需要对合成条件，印刷溶液的组成和粘度以及印刷参数（例如，液滴之间的距离和所施加的层数）进行筛选，这对于来自不同科学领域的专家来说是一项艰巨的任务。通过喷墨印刷制造的电极与通过传统技术制造的电极相比，不能提供足够高的能量密度。观察到的差异是由于使用了不同的材料，以及制造的电极活性层密度的参数，活性材料的比例等。

图片来源：彼得大帝圣彼得堡工业大学

该研究所“新材料和结构综合实验室”的主要研究人员马克西姆·马克西莫姆说：“为减少能量密度的差异，我们建议使用有前景的，基于锂和锰的富集正极材料的化合物，以增加能量密度。”彼得大彼德堡理工大学国家技术计划（NTI）的先进制造技术中心。“我们证明了通过喷墨印刷用这种材料制造电极的可能性。我们还发现，印刷电极中材料的能量强度与传统技术制造的电极相近。”

研究人员利用合成的活性阴极材料，制备了稳定的胶体溶液，并对其流变参数进行了优化，用于喷墨印刷。他们选择了印刷电极的条件，对印刷电极的电化学性质进行了研究，确定了使用这种技术方法的前景以及所选的阴极材料组成。科学家计划进行进一步研究，以提高印刷电极和锂离子电池原型的能量强度。