為了使3D打印能夠出來更多和更好的效果，近日，美國哈佛大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)厄巴納―尚佩恩分校研究人員合作，開發(fā)出一種3D打印的微型鋰離子電池，只有一粒沙子大小，而電化性能可媲美商用蓄電池。相關(guān)論文在線發(fā)表于《先進(jìn)材料》雜志上。
該項(xiàng)目由哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院漢斯約格 威斯仿生工程研究所教授詹尼弗 劉易斯領(lǐng)導(dǎo)。研究小組設(shè)計(jì)了一系列具有各種化學(xué)和電學(xué)性能的功能“墨水”，用這些墨水加上他們特制的3D打印機(jī)，能打印出具有電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)或生物學(xué)相關(guān)性質(zhì)的精密結(jié)構(gòu)，從而大大拓寬了3D打印的應(yīng)用范圍。
墨水其實(shí)是一些化學(xué)材料，因其極為細(xì)密，看起來象墨水一樣。“墨水”分為兩種：陰極墨水和陽極墨水，其中，一種金屬鋰氧化物納米粒子構(gòu)成陽極墨水，所以，這種微型裝置其實(shí)就是一種精致化了的鋰電池。當(dāng)兩極材料制備完成后，把它們纏繞成一種微小的、陽極和陰極緊密交錯的多層堆疊結(jié)構(gòu)，每層厚度比發(fā)絲還細(xì)。之后，把這些電極裝在微小容器中，充入電解液就完成了鋰電池制造。
從性能上來看，在充放電率、循環(huán)壽命和電流強(qiáng)度方面，它們的電化性能可以和現(xiàn)有技術(shù)制造的充電鋰電池媲美，從而為醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域的微型設(shè)備，包括許多尚在實(shí)驗(yàn)室里、缺乏小電池的發(fā)明提供足夠電力。 |
