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3D打印固态电池

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  • TA的每日心情
    擦汗
    2018-5-21 09:52
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2021-1-26 19:30:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

    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

    △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。

    △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%。


    △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。”

    △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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