Технологията на 3D печат измества фокуса на индустрията на батериите от химията към формата и дизайна. Тази промяна позволява директна интеграция на батериите в корпусите на устройствата и увеличава енергийната плътност.
След много години развитие на батериите чрез подобрена химия – от литиево-йонни системи до твърдотелни решения – подходите, които променят физическия им дизайн, получават все по-голямо внимание напоследък. Това включва 3D печат на батерии, където ключовата идея не е да се променя съставът, а да се създават произволни форми.
Подобен подход позволява производство на батерии, които се адаптират към геометрията на устройството. Това отваря възможност за интегриране на устройства за съхранение на енергия в неизползвани досега обеми на корпуса, намалявайки теглото и увеличавайки плътността на интеграция на компонентите.
Потенциалните сценарии на приложение на технологията включват устройства с нестандартни оформления. Например, интелигентните очила биха могли да имат батерии, интегрирани в дръжките, а дроновете – да използват структурни елементи като част от система за съхранение на енергия, вместо да разчитат на отделни захранвания.
Технологията не е обвързана с един-единствен химичен елемент: 3D печатът би могъл да се използва за литиево-йонни, натриево-йонни и твърдотелни батерии, както и за бъдещи устройства за съхранение на енергия.
Интересът към 3D печата на батерии нараства бързо. Според преглед на индустрията, само през 2025 г. ще бъдат публикувани приблизително 25 000 научни статии, свързани с 3D-принтирани батерии и техните компоненти, но търговските проекти все още са малко на брой.
Един стартъп в тази област е Material Hybrid Manufacturing, базиран в Маями, САЩ, основан от инженера от Формула 1 Гейб Елиас и изследователя на батерии Кристофър Рейес.
Компанията е разработила система за 3D печат на батерии със сложна форма и, според Уолстрийт Джърнъл, е получила инвестиции от 7,1 милиона долара и договор от 1,25 милиона долара от Военновъздушните сили на САЩ.
Material Hybrid Manufacturing работи и върху прототипи на батерии за дрона Teledyne FLIR SkyRaider, като твърди, че има потенциално увеличение на енергийната плътност до 35% в сравнение с традиционните батерии със същия обем.
Друг играч, Sakuu, разработва алтернативен подход: вместо изцяло да печата батерии, компанията се опитва да опрости производството на електроди, като елиминира енергоемките стъпки на сушене и елиминира разтворителите. Това би трябвало да намали разходите и потреблението на енергия в производството.
Текат експерименти с потенциални приложения на технологията, вариращи от батерии, направени от симулиран лунен реголит за бъдещи лунни бази, до структурни батерии, които са част от рамката на превозното средство.
Въпреки ранния етап на развитие, военната и аерокосмическата промишленост се считат за основните първоначални приложения. Ако бъде комерсиализирана успешно, технологията може постепенно да мигрира в потребителската електроника, електрическите превозни средства и носимите устройства.
