3月22日?qǐng)?bào)道，英國格拉斯哥大學(xué)（UOG）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)以植物淀粉和碳納米管為電極材料，用3D打印技術(shù)制造了一種新型鋰電池。這將為移動(dòng)設(shè)備提供更環(huán)保、容量更大的電源。相關(guān)研究成果刊登在《電源雜志》中。

鋰離子電池具有輕質(zhì)、緊湊和循環(huán)性能較好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用作筆記本電腦、移動(dòng)電話、智能手表和電動(dòng)汽車的電源。鋰離子電池包含鋰鈷、錳氧化物或磷酸鐵鋰制成的正極，以及金屬鋰構(gòu)成的負(fù)極。在充電過程中，鋰離子通過電解液，從正極流向負(fù)極。在放電過程中，離子反方向流動(dòng)，通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量，為設(shè)備提供動(dòng)力。

電極厚度是影響鋰離子電池儲(chǔ)存和釋放能量的主要物理因素之一。厚電極不僅會(huì)限制鋰離子在電極上的擴(kuò)散效果，進(jìn)而限制鋰離子電池的比能，還會(huì)降低電池的應(yīng)變耐受性，使其更易因開裂而失效。

UOG設(shè)計(jì)的電池組在通過引入納米級(jí)微孔，在電極尺寸與電極表面積之間建立更好的平衡關(guān)系。與外部尺寸相等的固體電極相比，微孔電極的表面積得到顯著增加。為此，研究人員使用3D打印（即增材制造）技術(shù)，對(duì)電極上微孔的尺寸和位置進(jìn)行了精確控制。3D打印的原料主要為聚乳酸、鋰-鐵磷酸鹽和碳納米管。其中，聚乳酸是由玉米淀粉、甘蔗淀粉、甜菜淀粉加工而成的可生物降解材料，它有效提高了電池的可回收性。

研究人員測試了不同厚度（100、200和300微米）、不同材料組合（碳納米管含量3%~10%）不同微孔率（10%~70%）的圓形電極的性能。結(jié)果表明，300微米厚度、70%微孔率的電極性能最好，其比能為151mAh·g-1，大約是使用同等厚度固體電極的傳統(tǒng)鋰離子電池容量的2~3倍。這種優(yōu)化方式也解決了電極厚度帶來的問題。相較于100微米厚的電極，300微米厚電極的儲(chǔ)電容量提高了158%。

論文作者、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人ShanmugamKumar博士說：“鋰離子電池已經(jīng)在日常生活中占據(jù)了重要地位。隨著電氣化和可持續(xù)化發(fā)展的深入，其重要性還將繼續(xù)提升。然而，鋰離子電池自身的可持續(xù)性問題不容忽視。在這項(xiàng)研究中，我們使用3D打印工藝對(duì)電極的微孔率進(jìn)行了精確控制，一定程度上彌補(bǔ)了現(xiàn)有鋰離子電池的缺陷。我們希望繼續(xù)探索這種微結(jié)構(gòu)電極材料的潛在應(yīng)用性，進(jìn)而開發(fā)出性能更優(yōu)越、更易回收的可循環(huán)鋰電池?！笨茖W(xué)大觀園雜志

關(guān)于環(huán)宇源

東莞市環(huán)宇源科技有限公司成立于2009年，是一家致力于研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池組和便攜式移動(dòng)電源的國家高新技術(shù)企業(yè)，并提供家用型儲(chǔ)能電源解決方案和OEM/ODM生產(chǎn)服務(wù)。我們擁有研發(fā)團(tuán)隊(duì)30余人，己獲得100多項(xiàng)外觀專利，發(fā)明專利，實(shí)用新型技術(shù)專利等。

環(huán)宇源生產(chǎn)工廠位于東莞黃江鎮(zhèn)環(huán)宇源科技園內(nèi)，占地面積8000平米，建筑面積近2萬平米，員工人數(shù)400余人。工廠已通過IS09001認(rèn)證和ISO14001認(rèn)證。工廠內(nèi)建立了完整的6S現(xiàn)場管理體系，QC團(tuán)隊(duì)約40人，從來料檢測到出貨檢驗(yàn)均有嚴(yán)格管控。目前公司產(chǎn)品出口到多個(gè)國家和地區(qū)，產(chǎn)品通過UL，IEC,PSE, KC, CE, FCC等多種國際產(chǎn)品認(rèn)證，海外市場份額占公司營收45%以上。

公司生產(chǎn)的便攜式儲(chǔ)能電源，可滿足戶外活動(dòng)，自駕出行，搶險(xiǎn)救災(zāi)，停電應(yīng)急等場景的用電需求。依托環(huán)宇源多年來的電池技術(shù)積累累，大力發(fā)展便攜式移動(dòng)儲(chǔ)能電源，我們有志于成長為行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的儲(chǔ)能電源制造商。

• 3D打印柔性可穿戴鋰離子電池
• 3D打印鋰電池
• 增材制造技術(shù)
• 鋰離子電池的缺陷
• 鋰離子電池組