Батареї майбутнього можна буде друкувати на 3D-принтерах
Група вчених з Ірландії провела аналіз безлічі досліджень в області виробництва ефективних акумуляторів і їх елементів. Дослідники прийшли до висновку, що наступний великий стрибок у розвитку цієї технології стане тривимірний друк.
Продуктивність акумулятора – це результат взаємодії безлічі факторів: місткості, терміну служби та безпеки. Хімікам добре відомо, наскільки крихкий баланс цих характеристик, і з якою обережністю доводиться пробувати щось нове. Тому, попри велику кількість розробок, на практиці проривних технологій доволі мало, пише MIT Technology Review.
На думку вчених з Ірландського національного університету, батареї майбутнього будуть виготовляти на 3D-принтерах. Вчені досліджували безліч різних технологій і прийшли до висновку, що адитивний підхід відкриє шлях до появи нового покоління маленьких і більш досконалих пристроїв зберігання енергії.
Літій-іонна батарея – одна з найважливіших технологій для перших двох десятиліть XXI століття. Вона забезпечила можливість появи мобільних пристроїв, електромобілів, ноутбуків, невеликих медичних апаратів, роботів, дистанційних сенсорів і багато чого іншого. Не дарма винахідникам літій-іонних батарей вручили в 2019 році Нобелівську премію з хімії.
“Якщо батареї можна буде друкувати, щоб плавно інтегрувати їх в промисловий дизайн, в естетичних цілях, або заради зручності, або з функціональних міркувань, на стадії оформлення товару не доведеться мучитися з громіздкою і фіксованою формою стандартної батареї”, – пояснили в Ірландському університеті.
Можливі перешкоди
На практиці зробити це не просто. Компоненти батареї дуже реактивні, а катоди і аноди мають складну структуру, іноді кристалічну, іноді пористу. Створити такі матеріали, які були б придатні для 3D-друку, непросто. Крім того, що вони повинні бути місткими і витримувати безліч циклів заряду і розряду, вони ще повинні бути безпечними. Проте, на думку дослідників, 3D-технології здатні впоратися з цими завданнями.
Як приклад можна привести метод, розроблений вченими з США. Він дозволяє збільшити місткість літій-іонних батарей на 30-50% завдяки 3D-друку електродів зі складною пористою структурою.