Metoda druku 3D baterii litowo-jonowych o niemal dowolnych kształtach
Ciężko jest wyobrazić sobie współczesny świat bez dostępu do zasilania bateryjnego. Ogniwa tego typu znajdziemy praktycznie w niemal każdym urządzeniu elektrycznym. Największym ich ograniczeniem jest jednak forma występowania (kształt i rozmiar), do których trzeba się dostosować podczas projektowania elektroniki. Grupa naukowców opracowała metodę, która korzystając z druku 3D w technologii FDM, jest w stanie wykonać baterię litowo-jonową w dowolnym niemal kształcie.
Baterie litowo-jonowe towarzyszą nam praktycznie na każdym kroku. Znajdziemy je w naszych smartfonach, laptopach, a nawet pojazdach elektrycznych. Z racji swojej stosunkowo niedużej wagi stosowane są przede wszystkich w urządzeniach przenośnych. Niestety większość dostępnych na rynku ogniw występuje w formie cylindrycznej lub prostopadłościennej co ogranicza stosowanie ich w urządzeniach o wymyślnych kształtach i ogranicza możliwą do wykorzystania maksymalną pojemność baterii.
Ideą jaka przyświeca grupie naukowców w opracowywaniu drukowanych w 3D baterii jest możliwość wykonania ich przy udziale technologii FDM, ponieważ jest to jedna z najpowszechniejszych metod przyrostowych. W tym wypadku problemem jest jednak fakt, że najpopularniejsze tworzywa, takie jak chociażby PLA, nie należą do przewodników jonowych. Rozwiązaniem tej niedogodności jest wzbogacanie tworzywa roztworem elektrolitów. Dodatkowo, aby jeszcze bardziej zwiększyć przewodność elektryczną akumulatora, do drukowanej w 3D katody lub anody można wprowadzić grafen lub nanorurki węglowe.
Możliwości jakie daje druk 3D to przede wszystkim uzyskanie niemal dowolnego kształtu. Fakt ten będzie miał również przełożenie na produkowaną baterię, dzięki czemu możemy wykonać ją w kształcie, który będzie dostosowany do naszego urządzenia tak, aby powierzchnia gromadząca energię była możliwie jak największa. Naukowcy w swoich testach posłużyli się przykładem bransoletki ze zintegrowaną baterią litowo-jonową, która była w stanie zasilać zieloną diodę LED przez około 60 sekund.
Uzyskany czas jest o około dwa rzędy wielkości krótszy od baterii komercyjnych, więc z punktu widzenia użytkownika ogniwa te nie posiadają żadnych wartości funkcjonalnej. Kolejne prace rozwojowe omawianego projektu będą jednak miały na celu zastosowanie rozwiązań znacząco zwiększających ich pojemność.
Źródło: www.3ders.org
