哈佛大學(xué)研究人員在今年6月首次推出3D打印的電池。通過使用3D打印技術(shù),該團(tuán)隊(duì)制造出一粒沙子大小的鋰離子微型電池。這種電池比人類頭發(fā)要薄,可為微型設(shè)備如昆蟲機(jī)器人、醫(yī)療移植,以及其他因缺乏足夠小的電池而長期在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)擺放的發(fā)明創(chuàng)造物提供電力。
麻省理工學(xué)院《技術(shù)評論》對哈佛材料科學(xué)家詹尼弗·劉易斯的工作進(jìn)行考察,并報(bào)告了打印電子設(shè)備的兩個(gè)重要步驟:首先,科學(xué)家應(yīng)發(fā)明一系列的“可凝固成電池和簡單組件(包括電極、電線和天線)的功能性油墨”;其次,這些科學(xué)家還應(yīng)開發(fā)出噴嘴和高壓擠出機(jī),它們可從工業(yè)級3D打印設(shè)備中擠出電池或其他組件。當(dāng)施加定量壓力時(shí),這些油墨雖然流動(dòng),但幾乎是固態(tài)的。在室溫環(huán)境下,3D打印設(shè)備在兩個(gè)金色梳子狀物體的梳齒中沉積這些油墨,創(chuàng)建緊緊交錯(cuò)的陰陽兩極堆棧。接著,研究人員將電極封裝到一個(gè)小型容器中,并在其中加滿電解質(zhì)溶液,從而完成整個(gè)電池的制造。采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)電池僅需幾分鐘時(shí)間。這種定制的3D打印技術(shù)可以大大加快制造過程,因?yàn)樗梢酝瑫r(shí)從數(shù)百個(gè)噴嘴中沉積油墨。
資料圖:美國測試在太空環(huán)境下使用3D打印機(jī)
這種工藝的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,它可以快速打印具有不同設(shè)計(jì)的組件?!都夹g(shù)評論》解釋稱,“這些3D打印鋰離子微型電池有一平方毫米大小,但性能和商用電池一樣。因?yàn)閯⒁姿箍商峁┪⑿图軜?gòu),并構(gòu)造具有100納米精度的結(jié)構(gòu),來映像更大結(jié)構(gòu)的電池”。
劉易斯團(tuán)隊(duì)正致力于在未來幾年內(nèi)獲取這種技術(shù)的商業(yè)許可,他們最終也可能為業(yè)余愛好者生產(chǎn)出低端打印設(shè)備。
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