鋰離子電池為智能手機和平板電腦，電子煙和電動汽車提供動力。 到目前為止，制造商不得不圍繞標準電池尺寸設計他們的設備，并且它限制了消費設備的設計選項和容量。 但由Christopher Reyes和Benjamin Wiley領導的研究人員已開發(fā)出一種新的3D打印方法，幾乎可以用于任何形狀的鋰離子電池。 他們在ACS Applied Energy Materials報告了他們的結(jié)果。

市場上的大多數(shù)鋰離子電池都是矩形或圓柱形。從理論上講，3D打印技術(shù)可以打印幾乎任何形狀的整個設備，包括電池，結(jié)構(gòu)和電子元件。然而，阻礙全3D打印鋰離子電池的問題在于用于3D打印的聚合物，例如聚（乳酸）（PLA），不是離子導體。研究人員希望找到一種使用低成本和廣泛使用的熔絲制造（FFF）3D打印機來打印完整鋰離子電池的方法。

為了提高PLA的離子電導率，研究人員將用于3D打印的PLA注入電解質(zhì)溶液中。此外，他們分別將石墨烯或多壁碳納米管結(jié)合到陽極或陰極中，以幫助提高電池的導電性。

為了展示電池的潛力，研究人員3D打印了一個帶有集成鋰離子電池的LED手鐲。并且手鐲電池可以為綠色LED供電約60秒。

該團隊指出，第一代3D打印電池的容量比商用電池低約兩個數(shù)量級，商用電池的實際使用率太低。未來的工作可能包括開發(fā)增加3D打印電池容量的方法，例如“用可以容納高載量活性材料的3D可印刷漿料代替聚合物基陽極和陰極材料，并且可以與聚合物隔板串聯(lián)印刷，使用替代納米材料（如還原氧化石墨烯）可能同時用作導電填料和活性材料，無需使用非活性導電材料和低導電率活性材料?；蛘撸钚圆牧?，LTO和LMO在聚合物中混合之前使用導電填料可以改善活性材料在聚合物中以低濃度存在時的電接觸。這些結(jié)果應該有助于那些尋求創(chuàng)造能量存儲材料的設備和可以3D打印制造電池的設備任意形狀。“