3D打印固态电池
2021年1月，据悉，瑞士Blackstone Resources（黑石资源 ）公司的专有3D打印锂离子固态电池技术，取得了一系列重要的突破。它一直通过德国子公司Blackstone Technology GmbH投资于下一代电池技术。包括获得专利的3D打印技术和对电池批量生产的研究。恰好的是，德国是全球3D打印技术最为发达的国家之一。与目前的锂离子电池技术相比，3D打印固态电池具有将能量密度提高一倍，制造成本降低一半的潜力。3D打印固态电池的比较优势当前最先进的电池生产面临的一些弱点：不够灵活，无法支持必须与产品设计相匹配的组件设计它仍然太昂贵（目标：＜80US ＄ ／ kWh）不适用于未来的设计，例如全固态电池提供的能量密度仍然太低（目标：600英里且＞ 300Wh ／ kg）原材料仍然不安全碳排放仍然太高https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202101/wx_article__d824fd8bbc5cec79e9973c50422d7b28.jpg△3D打印的“多孔”电极可提高能量密度。可以将电极中的材料打印成三维晶格结果。晶格意味着电极具有更大的暴露表面积，增大化学反应面积，电池效率更高。另外，3D打印电池模块不需要多余的物质即可以实现一体化。想象一下，特斯拉85kWh电池组由7104个电池组成，将7104块电池粘合在一起的胶水和电线的重量相当大了。但是如果这些变成是增材制造过程的一部分，而不是多余的材料，能量密度将大大提高与使用液体电解质的传统电池设计相比，Blackstone Technology的3D打印工艺具有明显的优势。显著降低成本，提高电池尺寸的生产灵活性，可以不依赖电极化学性质而实现这些优点。https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202101/wx_article__e09b83236f2e8ddb8d1d7455bd934b56.jpg△3D打印固态电池生产工作流程Blackstone的3D打印固态电池技术，解决了这些弱点：3D打印锂离子电池生产已经成熟，且有专利，在生产过程中可提供最大的灵活性；可节省30％的CAPEX和10％的OPEX，而采用固态技术时，可节省70％的CAPEX和30％的OPEX；世界上第一个3D打印生产工艺，可以批量生产固态电池；可将能量密度提高20％，用固态技术时可提高100％；利用自身资源来缩短供应链，并确保长期获取电池材料；通过将干燥过程减少50％，可将能源消耗降低25％，这是电池组电池最重要的制造成本——占总能源成本的45％至57％。
https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202101/wx_article__721ffd5017398e9452816bb36c7c2f32.jpg△世界上第一个使用印刷电极的功能性电池已通过测试黑石技术有限公司CEO霍尔格·格里茨卡（Holger Gritzka）表示：“我们迄今为止在3D打印电池技术方面的发展，为固态电池的大规模生产铺平了道路。除了汽车工业等主要市场之外，船舶应用和新型5G无线网络也将会受益于3D打印固态电池的优势。”
https://mp.ofweek.com/Upload/News/Img/member19187/202101/wx_article__18d530eb787db2cfc43b66609f825bb2.jpg△特斯拉的股价已经涨得高到了火星，市值达8000亿美元，是宝马＋奔驰＋大众等一批传统汽车厂商市值的总和还高埃隆·马斯克（Elon Musk）承认获得下一代电池技术以及生产这些电池所需的原材料的重要性。即使采用减少电池材料量的新技术，电动汽车的需求也可能很快超过这些车辆所需的电池材料量。马斯克预计，下一代电池将使用更少的电池金属（例如钴），而使用更多的镍和锂。实际上，随着特斯拉与大型汽车制造商的入局，所有这些金属的需求可能会大幅增加，大型汽车制造商也开始推出电动汽车，并计划把全部汽车都电动化。
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