ژاپن متوجه استفاده از چاپ سه بعدی برای ساخت باتری های تمام حالت جامد می شود
هونما استاد دانشگاه توهوکو و دستیار کوبایاشی هیروکی و دیگران فناوری ساخت باتری های تمام حالت جامد با چاپگرهای سه بعدی را توسعه داده اند. استفاده از مواد است که آزادانه می تواند سختی را تغییر دهید در هنگام ساخت. باتری ها را می توان تنها در چند ساعت بدون فرایندهای دمای بالا مورد نیاز در گذشته ساخت. باتری تولید شده توسط کارآزمایی آزمایش های عملکرد مختلفی را درک کرده و عملکرد خاصی دارد که انتظار می رود به کاربرد عملی اولیه باتری های تمام حالت جامد کمک کند.
الکترولیت یکی از اجزای مهم باتری است و معمولاً در حالت مایع قرار دارد، اما الکترولیت یک باتری تمام حالت جامد جامد است، و خطر تصادفات آتش سوزی کوچک است. یکی دیگر از ویژگی های این نوع باتری این است که می تواند با انباشته کردن باتری ها ظرفیت ذخیره سازی در واحد حجم را افزایش دهد. این بسیار پیش بینی شده است به عنوان یک باتری نسل بعدی است که می تواند طیف cruising از وسایل نقلیه الکتریکی خالص (EVs) گسترش.
غشای الکترولیت توسعه یافته دارای همان نرمی لنز تماسی نرم است (حسن نیت ارائه میدهد تصویر دانشگاه کیتو، ژاپن)
جریان اصلی باتری های تمام حالت جامد این است که الکترودها و مواد الکترولیت را به شدت فشار دهند، و آن ها را تا صدها درجه سانتیگراد گرم کنند. با این حال، فرایند گرمایش پرهزینه است، و یک مورد ترک خوردگی حرارتی وجود دارد. در عین حال هنوز مشکلی وجود دارد. با توجه به سختی الکترولیت، هنگامی که الکترود مثبت و الکترود منفی بارها گسترش می یابند و با شارژ و تخلیه منقبض می شوند، نمی توان این دو را از نزدیک متصل کرد و در نتیجه عملکرد باتری ضعیفی به وجود آورد.
تیم تحقیقاتی تحقیقاتی در مورد ساخت غشاهای الکترولیت انعطاف پذیر برای باتری های تمام حالت جامد انجام دادند. هنگامی که مایع خاصی که حرکت لیتیوم را تسهیل می کند با اکسید سیلیکون مخلوط شود، می توان یک فیلم شیشه ای شبیه به لنز تماسی نرم تشکیل داد. نرمی را می توان به سادگی با تغییر مقدار سیلیس تنظیم کرد.
این بار تیم تحقیقاتی میزان اکسید سیلیکون موجود در غشای الکترولیت را نصف کردند و آن را ژل مانند کردند. سپس با یک آلومینیوم مخلوط می شود که هنگام قرار گرفتن در معرض نور فرابنفش جامد می شود، و می تواند با استفاده از یک چاپگر سه بعدی شکل بگیرد.
کاهش غلظت اکسید سیلیکون در الکترولیت را به ژل الکترولیت مانند، و ساخت باتری را از طریق یک چاپگر سه بعدی (حسن نیت ارائه میدهد تصویر از دانشگاه توهوکو، ژاپن)
آزمایش ها تأیید کرده اند که با تغییر الکترولیت، اکسید کبالت لیتیوم برای الکترود مثبت، تیتانات لیتیوم برای الکترود منفی و غیره به مواد ژل مانند، باتری می تواند به تنهایی توسط یک چاپگر سه بعدی ساخته شود. گفته می شود که می توان آن را در حدود دو ساعت تولید کرد.
این می تواند به سادگی با پوشش مواد و تابش آن با اشعه ماورای بنفش بدون گرمایش در دمای بالا ساخته شده است، که می تواند هزینه ساخت را تا حد زیادی کاهش دهد. الکترولیت انعطاف پذیر کمتر مستعد ترک خوردن است و حتی با گسترش عضو و منقبض شدن به نرمی متناسب است.
باتری تولید شده توسط محاکمه را می توان به طور قابل ملاحظه ای شارژ و تخلیه برای بیش از 100 بار. ایمنی نیز با آزمایش های آتش سوزی و غیره تأیید شده است. پروفسور هونما گفت: تا زمانی که داده ها ورودی باشند، اندازه و شکل را می توان به ویل تغییر داد.
مشکل پیش روی کاربرد عملی این است که هدایت یونی الکترولیت به اندازه کافی بالا نیست. از آنجا که لیتیوم ها نمی توانند هموار حرکت کنند، آزاد کردن مقادیر هنگفتی از انرژی در یک لحظه دشوار است.
تیم تحقیقاتی ترکیب مواد را با هدف بهبود هادی یونی تنظیم خواهند کرد. آزمایش هایی با خودروی توسعه یافته با باتری موفقیت آمیز بوده است که به سرعت بالای ۳۰ کیلومتر در ساعت می رسد. محققان پیشرفت های مثبتی را برای افزایش قدرت خروجی انجام خواهند داد و نصب آن بر روی خودروهای الکتریکی خالص را در نظر خواهند گرفت. ما همچنین به شدت توسعه مواد کاتد با چگالی انرژی بالا.
هدف مرحله اول تحقق کاربرد عملی در منبع تغذیه حسگرها و پایانه های پوشیدنی است.
