Ключът за подобряване на литиевите батерии може да се окаже 3D печатът
(снимка: CC0 Public Domain)
Лазерният 3D печат може да проправи пътя за масово производство на достъпни литиеви батерии с голям капацитет, от които всеки има нужда. Ливърморската национална лаборатория Лорънс (LLNL) получи субсидия от 1,5 милиона долара от властите в САЩ за разработване на подобна технология, която ще използва катодни прахове от компанията Ampcera.
Днес литиево-съдържащите катоди на батериите се произвеждат чрез процес на леене и нанасяне на покритие. Работното вещество се разтваря, нанася се върху електроди и форми и след това се изсушава дълго време. Това е скъпо, неефективно и не позволява създаване на структури с над определена дебелина, което от своя страна възпрепятства появата на бързо-зареждащи се батерии и увеличаването на енергийната плътност.
В същото време индустрията вече е усвоила лазерния 3D печат с помощта на метални прахове и съединения. Изследователите от LLNL просто ще се посветят на синтероването на катодни прахове с алуминиеви електроди, използвайки метода на селективно лазерно топене (Laser Powder Bed Fusion, L-PBF).
„Екологичният процес позволява обработка на дебели 3D катодни структури с голям капацитет, което ще позволи на литиево-йонните батерии да постигнат целта за бързо зареждане до 80% за 15 минути или по-малко”, казва водещият изследовател от LLNL Джянчао Йе, цитиран от уебсайта на лабораторията.
„Поради липсата на разтворител, ултрабързата лазерна обработка позволява мащабно производство на батерии с по-висока производителност, по-ниска консумация на енергия и цена и вероятно подобрена мощност и енергийна плътност”, допълва той.
Ampcera има добре развито портфолио от технологии в областта на високоефективните твърди електролити и електродните материали. Компанията ще достави на LLNL най-новите си и най-модерни катодни прахове за L-PBF обработка.
„След разработването на 3D структурирани катоди, очакваме с нетърпение да разширим технологията и до дизайна на анодите, както и да продължим да изследваме нейното приложение в изцяло твърдотелни литиево-метални батерии с още по-висока енергийна плътност и мощност”, коментира партньорството Хуи Ду, съосновател и технически директор на Ampcera.