Литий-ионные батареи теперь можно печатать на 3D-принтере - «Технологии»

Все электронные устройства производятся со стандартными гнездами под батареи и аккумуляторы. Они могут быть прямоугольными или цилиндрическими, - но как изменится промышленный дизайн, если производитель не будет привязан к этим типовым формам? Ученые из Техасского государственного университета предложили рабочий прототип батареи, отпечатанной на 3D-принтере, который способен привести к тому, что элементы питания в будущем смогут иметь какую угодно форму.

Декан университета Бенджамин Уили вместе с командой помощников создал литий-ионную батарею из полилактида (PLA), отпечатав ее на обычном 3D-принтере стоимостью 250 долларов.

В нормальных условиях полилактид не обладает нужными физическими характеристиками, так как не является проводником второго рода. Проблема была решена насыщением полимера раствором электролита, состоящим из этил-метилкарбоната, пропиленкарбоната и хлорнокислого лития. Для улучшения проводниковых характеристик на анод батареи нанесли графен, а на катод – углеродные нанотрубки вместо традиционных материалов типа графита.

Читайте также: Созданы солнечные панели с проточной батареей, которые не только генерируют, но и накапливают энергию

В результате ученые получили работающую батарейку в форме таблетки, которую установили в браслет со светодиодом, и этот светодиод успешно проработал целую минуту.

Как уверяют исследователи, новый метод позволит печатать накопители энергии любой формы и размера на недорогих 3D-принтерах, которые оснащены функцией наплавления нитей.

С практической точки зрения такой результат не кажется впечатляющим, но теперь ученые работают над увеличением емкостных характеристик батареи. Ключевой вопрос повышения эффективности состоит в изменении состава пасты, из которой будет печататься аккумулятор. Одним из направлений дальнейших изысканий может стать использование более производительного материала вместо полилактида.

Хотя литий-ионные батареи сейчас применяются в качестве основных источников питания в различных электронных устройствах и электромобилях, инженеры из разных стран находятся в поиске недорогой и безопасной альтернативы. Так, например, южнокорейские ученые недавно представили воздушно-алюминиевые аккумуляторы, которые превосходят батареи на основе лития по многим параметрам.

Читайте также: Разработана инновационная 3D-батарея, заряжаемая за считанные секунды

Источник: acs.org