研究人员利用熔丝制造和烧结法制造全陶瓷电极 可用于锂离子电池

盖世汽车讯锂离子电池具有功率强、能量密度高、使用寿命长等优点。据国外媒体报道，一项新的研究探索了锂离子电池在3D打印中的应用。

(来源:sciencedirect)

对大容量电池系统的需求，如电动汽车中使用的电池，现在可以通过在电池模块中添加数百或数千个普通电池来满足。在这种情况下，就需要解决空间利用的问题。管理这种电池存储的挑战是精确控制电池能量和电池状态。为了解决这些问题，可以考虑两种方法:改善所涉及材料的电化学特性，或者优化电池和设备的结构。就后者而言，多功能电池的使用不仅有电气目的，还有结构目的，旨在减小整个系统的体积和重量。

事实上，采用特定形状的电池来适应电子设备内部的特定位置可能是一种有用的方法。通过优化活性材料的数量，提高了整个系统的能量密度。近十年来，通过开发具有更大表面积的电极，例如具有交叉电极的锂离子电池，已经开发了各种解决方案来提高设备的功率密度和能量。然而，大多数商用电池类型的几何范围非常有限，这通过改变电池存储来限制适应性。

锂离子电池保险丝的制备

与传统生产工艺相比，3D打印的动力设备及其零部件在该领域具有明显优势。它可以开发具有高表面积的电极或制造具有适合特定产品设计的几何形状的器件，并在工艺中优化活性材料的量。熔丝制造(FFF)是一种可行的低成本锂离子电池制造方法，可用于不同的技术，制造定制几何形状的锂离子电池。全陶瓷电极比需要有机粘合剂的标准复合电极具有更高的能量密度。因此，将陶瓷FFF应用于电极领域可能是一项有价值的技术。

本研究采用FFF 3D打印复合丝和烧结法制备了全陶瓷LTO阴极和LCO电极，并对打印电极的微观结构、导电性、相稳定性和电化学性能进行了详细分析。通过这种方法制备的3D印刷LTO和LCO电极具有与单轴压制陶瓷颗粒相同的电导率，分别为168和129 mah·g-1，是理论容量的96%和94%。

无论是在个人还是工业层面，熔丝制造都是增材制造中应用最广泛的创新方法。由于其易用性和大规模制造能力，它可以利用各种商业材料、低成本组件和3D打印设备。其他常见的方法，如DIW或瓮聚合法，可以提供更好的分辨率，但更难以储存和管理油墨和树脂原料。可能会出现降解和稳定性问题，特别是在使用浆液的情况下，因为固体负载需要混凝/沉淀，乐观的结果是采用中间重构工艺。

FFF应用方法

另一方面，FFF采用固体热塑性细丝，在使用前可以储存在真空中。此外，与DIW或光聚合方法不同，固体填料/孔前体可以直接添加到这些细丝中，而不会在3D打印过程中发生任何实质性变化。FFF技术也是多材料打印机领域最复杂的系统之一。

最近，许多材料，如石墨烯/PLA复合丝，被引入商业领域，并通过一系列研究将这些材料用于制造石墨烯基锂离子电池的负极。然而，可用于电化学装置的商业FFF原料丝是有限的。DIW，即直写成型技术，在3D打印过程中存在重大问题，如作为原料的墨水的长期储存，比FFF使用的灯丝更难管理。这项研究推动了FFF 3D打印锂离子电池的创建，这些电池具有通常与DIW相关的微特征。盖世汽车讯锂离子电池具有功率强、能量密度高、使用寿命长等优点。根据fo……ign媒体报道，一项新的研究探索了锂离子电池在3D打印中的应用。

(来源:sciencedirect)

对大容量电池系统的需求，如电动汽车中使用的电池，现在可以通过在电池模块中添加数百或数千个普通电池来满足。在这种情况下，就需要解决空间利用的问题。管理这种电池存储的挑战是精确控制电池能量和电池状态。为了解决这些问题，可以考虑两种方法:改善所涉及材料的电化学特性，或者优化电池和设备的结构。就后者而言，多功能电池的使用不仅有电气目的，还有结构目的，旨在减小整个系统的体积和重量。

事实上，采用特定形状的电池来适应电子设备内部的特定位置可能是一种有用的方法。通过优化活性材料的数量，提高了整个系统的能量密度。近十年来，通过开发具有更大表面积的电极，例如具有交叉电极的锂离子电池，已经开发了各种解决方案来提高设备的功率密度和能量。然而，大多数商用电池类型的几何范围非常有限，这通过改变电池存储来限制适应性。

锂离子电池保险丝的制备

与传统生产工艺相比，3D打印的动力设备及其零部件在该领域具有明显优势。它可以开发具有高表面积的电极或制造具有适合特定产品设计的几何形状的器件，并在工艺中优化活性材料的量。熔丝制造(FFF)是一种可行的低成本锂离子电池制造方法，可用于不同的技术，制造定制几何形状的锂离子电池。全陶瓷电极比需要有机粘合剂的标准复合电极具有更高的能量密度。因此，将陶瓷FFF应用于电极领域可能是一项有价值的技术。

本研究采用FFF 3D打印复合丝和烧结法制备了全陶瓷LTO阴极和LCO电极，并对打印电极的微观结构、导电性、相稳定性和电化学性能进行了详细分析。通过这种方法制备的3D印刷LTO和LCO电极具有与单轴压制陶瓷颗粒相同的电导率，分别为168和129 mah·g-1，是理论容量的96%和94%。

无论是在个人还是工业层面，熔丝制造都是增材制造中应用最广泛的创新方法。由于其易用性和大规模制造能力，它可以利用各种商业材料、低成本组件和3D打印设备。其他常见的方法，如DIW或瓮聚合法，可以提供更好的分辨率，但更难以储存和管理油墨和树脂原料。可能会出现降解和稳定性问题，特别是在使用浆液的情况下，因为固体负载需要混凝/沉淀，乐观的结果是采用中间重构工艺。

FFF应用方法

另一方面，FFF采用固体热塑性细丝，在使用前可以储存在真空中。此外，与DIW或光聚合方法不同，固体填料/孔前体可以直接添加到这些细丝中，而不会在3D打印过程中发生任何实质性变化。FFF技术也是多材料打印机领域最复杂的系统之一。

最近，许多材料，如石墨烯/PLA复合丝，被引入商业领域，并通过一系列研究将这些材料用于制造石墨烯基锂离子电池的负极。然而，可用于电化学装置的商业FFF原料丝是有限的。DIW，即直写成型技术，在3D打印过程中存在重大问题，如作为原料的墨水的长期储存，比FFF使用的灯丝更难管理。这项研究推动了FFF 3D打印锂离子电池的创建，这些电池具有通常与DIW相关的微特征。

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