電池元件的噴墨打印技術

一組圣彼得堡科學家提出了一種制造用于筆記本電腦，智能手機和平板電腦的鋰離子電池電極的新方法。研究人員表明，這些元素可以用噴墨打印機打印，這將使電極厚度減少10到20倍，并為緊湊型電子設備制造商開辟了新的可能性。他們的文章已發表在《能源技術》雜志上。

研究人員正在尋求更高容量的鋰離子電池，同時使其更輕，更緊湊。電池的大小和容量決定了筆記本電腦的重量，兩次充電之間智能手機的工作時間以及電動汽車的行駛距離。鋰離子電池的標準制造方法不允許其重量或尺寸顯著增加，而不會相應地降低其電池容量。因此，必須改變電池組件的生產。

來自ITMO大學，彼得大帝圣彼得堡工業大學和Ioffe研究所的科學家提出了一項技術，通過這種技術，陰極材料層的厚度可以減少10倍甚至20倍。這將為減少整個電池的尺寸和重量提供一個機會，因為標準的平板電腦或筆記本電腦電池可以具有數百個這樣的層。

“我們已經開發出用于陰極材料噴墨打印的墨水，”博士Denis Kolchanov說道。該文章的共同作者是ITMO的SCAMT實驗室的一名學生。“我們設法在集電器上施加了約5微米的厚度。現有的工業樣品使用的陰極材料的厚度為100微米。基于其他技術創建的實驗室樣品的厚度為50微米。因此，我們能夠將厚度減少10到20倍。使用這種技術無法制造更小的層，因為會發生短路。”

研究人員最近證實了印刷正極材料的可操作性，以證明該技術可用于制造具有類似特性的更小的工作電池。

從理論上講，這種發展可以產生另一個有用的作用。用陰極材料印刷超薄集電器將使科學家能夠制造出一種柔性電池，該電池在彎曲時不會變形。這很重要，因為今天，高科技公司面臨著艱巨的挑戰：一方面，用戶希望其小巧輕便的產品;另一方面，用戶則希望它們的小巧輕便。另一方面，人們喜歡在盡可能大的屏幕上觀看圖片和視頻。除此之外，對于可用作平板電腦和筆記本電腦的變壓器設備的需求不斷增長。可折疊和可擴展的小工具旨在解決這些問題。此類設備在2020年初的CES 2020展覽會上展出。

為了開發這種設備，工程師不僅要考慮其屏幕和外殼，還要考慮標準鋰離子電池的位置。理想情況下，平板電腦的電池應隨外殼彎曲。

Denis Kolchanov解釋說：“從理論上講，我們的開發可以用于創建此類設備。” “極薄的電極有更大的可能性，因為它們在彎曲時不會變形。這將使我們能夠在變壓器設備中使用它們。”