3D打印技術(shù)已經(jīng)變得越來越常見、越來越成熟，但將其應(yīng)用在鋰電池制造領(lǐng)域還存在較大的技術(shù)難度。

外媒報道稱，美國硅谷的創(chuàng)業(yè)公司KeraCel近期獲得了美國專利及商標(biāo)局（USPO）授予的一項關(guān)鍵專利，該專利可保護擴展固態(tài)電池容量所需的電池結(jié)構(gòu)IP，同時提高電池能量密度。

“在過去的三年中，KeraCel的工程和法律團隊已經(jīng)構(gòu)建了一系列基本專利來保護公司專有知識產(chǎn)權(quán)。”KeraCel的首席執(zhí)行官RobertBagheri說?！斑@項專利授權(quán)是我們公司和我們的創(chuàng)新團隊成員不懈努力開發(fā)這一關(guān)鍵IP的一項重大成就?！?/p>

KeraCel成立于2016年，正在開發(fā)并推出使用專有3D打印方法制造的固態(tài)電池。KeraCel電池中使用的固體材料是陶瓷。

在KeraCel的方法中，陶瓷材料層非常薄，減少了非活性材料的開銷量，并增加了潛在的能量密度。

KeraCel正在使用專有的增材制造3D打印技術(shù)開發(fā)其陶瓷固態(tài)電池，從而為堆疊式電池單元提供獨特的集成結(jié)構(gòu)。這種獨特的結(jié)構(gòu)可以大大提高電池的能量密度，并生產(chǎn)出更安全，更便宜和更耐用的固態(tài)電池。

固態(tài)電池的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是在不犧牲性能的情況下擴展其容量的能力。KeraCel最重要的創(chuàng)新之一是其獨特的專有電池結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可增加電池容量，而不會影響性能參數(shù)，尤其是能量密度。

KeraCel承諾推出突破性的固態(tài)電池設(shè)計和制造方法，其使用陶瓷電解質(zhì)，鋰金屬負(fù)極和3D打印技術(shù)生產(chǎn)的固態(tài)電池比現(xiàn)有的鋰電池能量密度增加2-3倍，或者相同的能量水平下成本降低一半。

據(jù)了解，Keracel第一代電池的目標(biāo)能量密度為1200Wh/L，約為現(xiàn)有鋰離子電池的兩倍。最近印刷薄層的成就將實現(xiàn)1000Wh/L的能量密度。Keracel期望通過改進制造工藝技術(shù)進一步改善層陶瓷厚度。

去年8月，KeraCel與日本汽車零部件制造商MusashiSeimitsuIndustry（武藏集團）建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，以推動其3D打印電池技術(shù)的開發(fā)和商業(yè)化。

作為此次合作的一部分，武藏集團對KeraCel進行了投資，使武藏集團能夠擁有KeraCel創(chuàng)新3D打印技術(shù)生產(chǎn)和供應(yīng)固態(tài)電池的優(yōu)先權(quán)，為其電動摩托車市場提供電力系統(tǒng)解決方案，并探索其他潛在的市場機遇。

當(dāng)前，眾多電池企業(yè)正在研發(fā)新的電池制造工藝以提升能量密度和降低成本，而3D打印技術(shù)可以制造任何形狀或尺寸的電池，從而給電池企業(yè)提供了新的解決方案。

除了KeraCel之外，當(dāng)前還有多家機構(gòu)也在嘗試多種不同的固態(tài)電池生產(chǎn)方法。

2018年，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（CMU）和密蘇里科技大學(xué)的科學(xué)家們應(yīng)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)高容量鋰離子電池。

德克薩斯州立大學(xué)和北卡羅來納州杜克大學(xué)的研究人員使用桌面3D打印機和PLA線材，還發(fā)現(xiàn)了一種將鋰離子電池制作成可穿戴設(shè)備和紐扣電池的經(jīng)濟有效的方法。

2019年，勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員3D打印出一種全液體裝置，用于化學(xué)合成電池和藥物配方。