哈佛科學家開發出新型墨水3D打印鋰離子電池

哈佛科學家開發出新型墨水3D打印鋰離子電池

據國外媒體報道，哈佛材料學科學家詹妮弗·劉易斯（Jennifer Lewis）能夠通過墨水打印出電池的基本構件，這為鋰離子電池和其它高性能電子設備的3D打印奠定了基礎。

雖然該技術仍處于初期階段，但如能打印電池和其它電子設備，新型設備的制造會成為可能。想象一下貼在皮膚上的自供電生物醫學傳感器的出現，它會持續不斷地給智能手機傳送生命體征。或者想象一下現有產品可以更加簡單高效地制造出來。

如果電子組件和可充電電池一起進行打印，最終產品就可以更加快速無縫地制造出來。

劉易斯向打印電子設備邁出了重要的兩步。首先，她發明出功能性墨水，該類墨水能夠凝固成電池和簡單的組件，其中包括電極、電線和天線。第二，她開發出噴嘴和高壓擠壓機，它們可以從工業級3D打印機擠出電池和其它組件。

劉易斯的墨水使用所需材料的懸浮納米粒子，如用于電池的鋰混合物和用于電線的銀。這些材料可以組合成為多種解決方案，所產生的墨水在未擾動狀態下接近固態，受到一定壓力時則會流動。打印完畢后，那些材料會恢復固態。從單一的噴注打印出電池需要數分鐘，而劉易斯的定制3D打印技術則支持同時從數百個噴嘴沉積墨水。

該打印技術需要在室溫下運作，而非在高性能電子設備通常需要的高溫環境下。這使得在塑料上打印無損材料成為可能。劉易斯說，電池材料本身并非革命性，“更具革命性的是物體制造的方式?！?

她打印出的鋰離子電池只有一平方毫米大小，但性能上跟普通電池一樣好。因為劉易斯能夠造出微小結構，結構定位精確到100毫微米，從而體現出要大得多的電池的結構。

劉易斯的團隊擁有上述墨水相關的八項專利，目前正致力于授權許可事宜和幾年后商業化該技術。她稱初步計劃向制造商提供工具，但她最終可能也會為愛好者打造一款低端打印機。