Эти 3D

Эта статья является частью журнала Future Explored, еженедельного руководства по технологиям, меняющим мир. Вы можете получать подобные истории прямо на свой почтовый ящик каждый четверг утром, подписавшись здесь.

Стартап из Кремниевой долины Sakuu разработал платформу для 3D-печати, которая, по его словам, может массово производить твердотельные батареи любой формы и размера, что, наконец, позволит нам воспользоваться многими преимуществами этой технологии.

«Мы считаем, что у нас есть единственное известное решение для масштабного производства твердотельных батарей с помощью нашей новой платформы Kavian», — сказал Роберт Багери, основатель и генеральный директор Sakuu.

Твердотельные батареи: Большинство современных устройств с батарейным питанием используют литий-ионные батареи, которые быстро разряжаются, долго заряжаются и иногда могут загореться. Это делает их далеко не идеальными для электромобилей (EV), хранения возобновляемой энергии и других целей борьбы с изменением климата.

Твердотельные батареи могут бросить вызов доминированию литий-ионных аккумуляторов.

«Я думаю, что твердотельные батареи — одна из самых важных тем, которая меня очень волнует».

У них одинаковые основные части: положительно заряженный катод, отрицательно заряженный анод, сепаратор между ними и электролит, который передает ток от катода к аноду (и наоборот, когда аккумулятор заряжается).

Отличие твердотельной батареи заключается в электролите: это не жидкость или гель, а твердый материал.

Почему это важно:Твердотельные аккумуляторы имеют много преимуществ перед своими литий-ионными аналогами — они не так быстро разлагаются, имеют более короткое время зарядки и представляют меньшую угрозу безопасности.

Они также имеют большую плотность энергии, а это означает, что они могут хранить больше энергии или сокращать размер наших батарей. Это может иметь огромное значение для электромобилей, где размер и вес батареи являются серьезной проблемой — тяжелые батареи сильно снижают запас хода.

«Твердотельные батареи, я думаю, являются одной из самых важных тем, которые меня очень волнуют», — рассказал в интервью Hard Reset Freethink Венкат Шринивасан, директор Центра сотрудничества по науке о хранении энергии Аргоннской национальной лаборатории.

Соревнование: Ряд стартапов уже продемонстрировали преимущества твердотельных батарей в лаборатории, и мы даже видели, как эти батареи используются в кардиостимуляторах, умных часах и других небольших устройствах.

Однако если мы хотим начать использовать твердотельные батареи в смартфонах, электромобилях и т. д., нам нужно иметь возможность производить их массово, а никто еще не придумал коммерчески жизнеспособного способа расширения их производства.

«Мы считаем, что у нас есть единственное известное решение для масштабного производства твердотельных батарей».

Основная причина этого заключается в том, что метод, часто используемый для массового производства литий-ионных батарей — наложение компонентов батареи на гибкую подложку — не идеален для объединения частей твердотельной батареи.

«Если вы попытаетесь создать это, используя листы отдельных материалов, очень сложно получить интерфейсы, которые будут работать правильно, особенно в нужном вам масштабе, обычно толщиной от 20 до 30 микрон», — Дэйв Педерсон, вице-президент Sakuu по маркетингу и развитию бизнеса. рассказал Аддитивное производство.

«С ними очень сложно обращаться, и очень сложно убедиться, что они правильно соприкасаются без использования жидкостей», — продолжил он.

Что нового?Вместо того, чтобы укладывать отдельные компоненты батареи слоями, платформа Sakuu Kavian использует 3D-печать для сборки материалов, необходимых для литий-ионных, литий-металлических или твердотельных конструкций, в один слой. Этот процесс компания называет «SwiftPrint».

«Платформа Kavian может печатать на керамике, стекле, металлах и полимерах — в одном слое», — рассказал журналу TCT Magazine Арвед Ниестрой, старший вице-президент Sakuu по работе с клиентами.

«Обычные процессы аддитивного производства выполняют каждый этап 3D-печати последовательно, тогда как Kavian выполняет все этапы параллельно, обеспечивая оптимизированную модель, которая экономит энергию, затраты, рабочую силу, материалы и время, а также повышает качество и надежность», — добавил он.