与当今的技术相比，固态电池的能量密度更高、更安全、充电速度更快，但找到一种使它们在商业上可行的方法具有挑战性。一家公司认为3D 打印是答案。
近年来，为从智能手机到电动汽车等各种设备供电的锂离子电池在安全性和能量密度（衡量它们每磅包含多少电量）方面取得了巨大的进步。但进展正在放缓，如果我们想将汽油动力汽车淘汰到历史书上，我们似乎需要转向新颖的电池设计。
固态电池用固态电池代替了当今电池中的液态电解质，是近期最有希望的候选者之一。它们不仅可以通过去除易燃液体电解质使电池更安全，还可以提高能量密度并加快充电速度。
许多初创公司已经开发出有前途的原型，但如何大规模制造这类电池是一项重大挑战。位于加利福尼亚的初创公司Sakuú认为答案是使用 3D 打印，这将使他们能够更有效地利用空间，从而生产出比竞争对手容量更大的电池。
电池由三个关键部件组成：正极（称为阳极）、负极（称为阴极）和允许离子在两者之间移动的电解质。在当今最先进的锂离子电池中，电极是使用称为“卷对卷”制造的生产工艺制造的。
用于制造每个电极的材料混合成浆料，然后在干燥之前涂在长卷金属箔上。然后将这些长卷切成更小的部分，并在每个电极之间用隔板堆叠在一起。这些堆栈被放置在一个外壳中，然后充满液体电解质。
即使是较新的固态电池公司也提议使用相同的生产工艺，但 Sakuú 采取了完全不同的方法。它创造了一个 10 米长的多材料打印机，可以同时使用陶瓷和金属。该机器首先铺设粉末材料的图案，然后沉积将颗粒粘合在一起的聚合物粘合剂射流。然后在顶部沉积导电金属。这些层相互堆叠以产生细胞。
该公司告诉The Verge ，与传统方法相比，该方法允许它在给定空间中堆叠更多层。 Saku ú在其网站上声称这是因为其制造工艺允许更薄的结构层和新颖的堆叠结构。这意味着它可以提供比当前锂离子电池大 100% 的容量，或者使电池小 50% 和轻 40%。
使用 3D 打印的另一个吸引人的好处是应该可以制造各种不同形状的电池，这对于传统的卷对卷制造来说是困难的。这使得将电池内置到产品结构中成为可能，而不必为它们腾出空间。
这已成为电动汽车行业的主要关注点，因为公司试图在不增加额外重量的情况下提高汽车的电池容量。中国电池制造商当代安培科技和电动汽车零跑正在研究将电池装入汽车底盘的方法，而特斯拉表示，它已经设计出一种新的胶水，可以使其电池承重，使其可以用作结构部件。
3D 打印各种形状的电池的能力可能会推动这一趋势，但 Sakuú 的电池上路可能还需要一段时间。虽然它告诉The Verge ，它的每台打印机最终将能够产生大约 40 兆瓦时的能量存储——相当于 500 个电动汽车电池——但到目前为止，它只有一个机器原型，而且还没有用于制造任何电池。
不过，如果他们能够让打印机启动并运行，这将大大推动提高电动汽车续航里程和可靠性并将其进一步推向主流的努力。
图片来源：萨库