Katı hal piller, günümüzün teknolojisinden daha yoğun enerji, daha güvenli ve daha hızlı şarj olabilir, ancak bunları ticari olarak uygun hale getirmenin bir yolunu bulmak zordur. Bir şirket düşünüyor 3D baskı cevap tutar.
Son yıllarda akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar her şeye güç sağlayan lityum iyon piller, güvenlik ve enerji yoğunluğunda büyük gelişmeler kaydetti. (pound başına ne kadar güç paketlediklerinin bir ölçüsü). Ancak ilerleme yavaşlıyor ve gazla çalışan arabayı tarih kitaplarından çıkarmak istiyorsak yeni pil tasarımlarına geçmemiz gerekecek gibi görünüyor.
Günümüz hücrelerinde bulunan sıvı elektroliti katı bir elektrolitle değiştiren katı hal piller, yakın vadede en umut verici adaylardan bazıları.. Yanıcı sıvı elektroliti ortadan kaldırarak pilleri daha güvenli hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda enerji yoğunluğunu artırır ve daha hızlı şarj sağlar.
Birkaç girişim umut verici prototipler geliştirdi, ancak bu tür pillerin sc'de nasıl üretileceğini araştırıyor.bira büyük bir meydan okuma. Kaliforniyarnia tabanlı başlangıç Sakuu cevabın, alanı çok daha verimli kullanmalarını ve dolayısıyla rakiplerinden çok daha yüksek kapasiteli piller üretmelerini sağlayacak 3D baskı kullanmak olduğunu düşünüyor.
Piller üç temel bileşenden oluşur: anot adı verilen pozitif elektrot, katot adı verilen negatif elektrot ve iyonların ikisi arasında hareket etmesine izin veren elektrolit. Günümüzün en gelişmiş lityum iyon pillerinde elektrotlar, "rulodan ruloya" üretim olarak bilinen bir üretim süreci kullanılarak yapılır.
Elektrotların her birini yapmak için kullanılan malzemeler bir bulamaç halinde karıştırılır ve daha sonra kurutulmadan önce uzun bir metal folyo rulosu üzerine kaplanır. Bu uzun rulolar daha sonra daha küçük parçalara bölünür ve her elektrot arasında bir ayırıcı ile üst üste istiflenir. Bu yığınlar, daha sonra sıvı elektrolit ile doldurulan bir mahfazaya yerleştirilir.
Daha da yeni katı hal pil şirketler aynı üretim sürecini kullanmayı teklif ediyor, ancak Sakuú tamamen farklı bir yaklaşım benimsiyor. Hem seramik hem de metallerle çalışabilen 10 metre uzunluğunda çok malzemeli bir yazıcı yarattı. Makine ilk olarak toz halindeki malzeme kalıplarını yerleştirir ve ardından yüzeye yapışan bir polimer bağlayıcı jeti bırakır. parçacıklar bir arada. Daha sonra mevduats üstte iletken metal. Bu katmanlar her birinin üzerine yığılmıştır. diğer hücreler üretmek için.
şirket söyledi Verge yaklaşımın, geleneksel yaklaşımlardan daha fazla katmanı belirli bir alana yığmasına izin vermesidir. Web sitesinde, sakuú bunun, üretim sürecinin daha ince yapısal katmanlara ve yeni bir istiflenmiş yapıya izin vermesi nedeniyle olduğunu iddia ediyor. Bu, mevcut lityum iyon hücrelerden yüzde 100 daha fazla kapasite sağlayabileceği veya pilleri yüzde 50 daha küçük ve yüzde 40 daha hafif hale getirebileceği anlamına geliyor.
3D baskı kullanmanın bir başka çekici yararı da, geleneksel rulodan ruloya üretimde zor olan her türden farklı şekillerde pil üretmenin mümkün olmasıdır. Bu, piller için yer ayırmak yerine ürünlerin yapısına pil yerleştirmeyi mümkün kılabilir.
Bu bir şeyoldu ana odak için elektrikli araç endüstrisi, şirketler araçlarının pil kapasitesini fazladan ağırlık eklemeden artırmaya çalışırken. Çinli pil üreticisi Contemporary Amperex Technology ve elektrikli araç Leapmotor, pilleri arabaların şasisine yerleştirmenin yolları üzerinde çalışırken Tesla, pillerini yük taşımasını sağlayacak ve yapısal parçalar olarak kullanılmalarına izin verecek yeni bir yapıştırıcı geliştirdiğini söylüyor.
Pilleri çeşitli şekillerde 3D yazdırma yeteneği bu eğilimi hızlandırabilir, ancak Sakuú'nun pillerinin yola çıkması biraz zaman alacak gibi görünüyor. Olurken söyledi Verge Yazıcılarının her birinin sonunda yaklaşık 40 megavat saatlik enerji depolamasını (500 elektrikli araba aküsüne eşdeğer) üretebileceğini, şimdiye kadar makinesinin yalnızca bir prototipine sahip olduğunu ve henüz herhangi bir pil yapmak için kullanılmadığını söyledi. .
Yine de yazıcılarını çalışır duruma getirebilirlerse, bu, artırmak elektrikli araçların menzili ve güvenilirliğini artırıyor ve onları ana akım haline getiriyor.
Resim Kredi: Sakuu
