Semua baterai solid state, sebagai jenis teknologi baterai baru, telah menerima perhatian dan riset mendalam dalam beberapa tahun terakhir. Dibandingkan dengan baterai negara cair biasa, semua baterai solid-state memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, pengisian daya dan pemakaian daya yang lebih cepat, serta performa yang aman.
Namun, semua baterai solid-state menghadapi masalah-masalah menantang dalam perkembangannya, di mana penyelesaian masalah antarmuka menjadi penting, termasuk reaksi samping antarmuka dan stabilitas antarmuka antara elektrolit dan material elektroda yang solid. Selain itu, biaya produksi dan masa pakai siklus semua baterai solid state juga harus dioptimalkan dan ditingkatkan lagi.
Penerapan teknologi pencetakan 3D di bidang baterai
Sebagai teknologi manufaktur baru, pencetakan 3D dapat mengontrol bentuk dan struktur secara akurat dari mikro ke makro tanpa bergantung pada template, sehingga meningkatkan kepadatan energi dan kerapatan daya baterai. Dengan semakin cepatnya pengembangan teknologi pencetakan 3D, semakin banyak peneliti yang mencoba menggunakan teknologi pencetakan 3D untuk menyiapkan semua baterai solid-state, sehingga memberikan lebih banyak peluang bagi produksi massal baterai solid-state.
Ikhtisar material dan proses baterai cetak 3D
Aspek ini memiliki keunggulan yang signifikan dalam aspek berikut: (1) Struktur kompleks yang diperlukan untuk manufaktur; (2) kontrol yang akurat terhadap bentuk dan ketebalan elektroda; (3) Pencetakan struktur elektrolit solid-state dengan stabilitas tinggi dan pengoperasian yang aman; (4) Rendah biaya, ramah lingkungan, dan mudah dioperasikan; (5) meniadakan langkah-langkah perakitan perangkat dan kemasan dengan mengintegrasikan baterai dan produk elektronik lainnya secara langsung.
Teknologi pencetakan 3D
Saat ini teknologi pencetakan 3D yang digunakan untuk baterai solid-state utamanya meliputi molding injeksi binder (atau slurry), bedak laser sintering Technology SLS, dan foto Curing molding SLA \ DLP.
Molding semprot (atau slurry) adhesif
Perekat dapat secara selektif disemprotkan ke permukaan bubuk elektrode pada pengumpul saat ini melalui nozzle, kemudian bahan serbuk dapat diikat bersama untuk membentuk lapisan padat, lapisan demi mengikat elektrode, dan akhirnya membentuk 3D. Dengan berjalan mundur dua atau tiga kali, lapisan elektrode yang tipis dapat diikat, dan lapisan butiran serbuk berikutnya bisa berupa material yang sama atau elektrolit. Untuk mencapai produksi elektrode kering atau semua baterai solid-state, setiap bentuk elektrode atau baterai dapat diproduksi dengan mengikat setiap lapisan bidang secara permanen dengan lapisan.
Bubuk laser sinter teknologi SLS
Proses pencetakan SLS dilakukan dengan iradiasi material bubuk yang terintegrasi dengan sinar laser daya tinggi. Daerah yang terkena sinar laser tersebut akan segera cair dan obligasi ke dalam bentuk, sedangkan serbuk yang tidak diradiasi masih dapat didaur ulang. Beberapa pelat elektrode dapat diproduksi di platform pencetakan.
Metode ini, beserta pembuatan binder (atau slurry) teknologi pembentukan semprotan diharapkan dapat mencapai pembuatan elektrode kering.
SLA/DLP PENGOBATAN UV
Prinsipnya, karena memancarkan elektrolit polimer atau elektrolit campur organik dengan baterai solid-state dengan sinar ultraviolet atau permukaan ringan, sehingga membuatnya jadi berlapis lapis dan bentuknya sangat tinggi. Namun, karena pengembangan material yang belum selesai, perlu menambahkan material yang tidak berfungsi fotopoli, yang akan mengurangi kinerja baterai, sehingga cakupan aplikasi terbatas.
Baterai status padat mencetak 3D
Pencetakan 3D merupakan teknologi yang menjanjikan dalam penggunaan baterai padat. Karena kemampuan teknologi ini untuk menggunakan jenis materi cetak yang berbeda, para peneliti dapat mengubah struktur elektroda, elektrolit, pemisah, dan menumpuk dalam baterai.
Desain elektrode positif
Penggunaan teknologi pencetakan 3D dapat merancang bahan elektrode positif untuk baterai litium, mencapai transformasi yang dapat dikontrol dari elektrode dua dimensi ke elektrode tiga dimensi, meningkatkan aktivitas permukaan elektrode, memendekkan jarak angkut, dan menghasilkan persiapan elektrode beban tinggi. Selain itu, kemampuan kontrol ketebalan bahan elektrode positif dapat mencapai kualitas material aktif yang dapat disesuaikan, yang pada akhirnya mencapai tujuan kerapatan energi yang tinggi dan baterai lithium kerapatan daya tinggi.
Mencetak elektrode positif dan negatif baterai 3D
Elektrode negatif terstruktur
Dalam aplikasi elektroda negatif baterai litium, membuat elektroda negatif logam terstruktur melalui pencetakan 3D dapat meningkatkan area permukaan khusus elektrode, mendistribusikan total medan listrik ke seluruh elektrode potous, mencapai tujuan untuk mengurangi densitas arus yang efektif, deposisi seragam, dan meredam ekspansi volume elektrode, sehingga meningkatkan stabilitas siklus dan keselamatan baterai. Selain itu, teknologi pencetakan 3D dapat digunakan untuk mencapai morfologi material pencetakan yang dapat dikontrol dan desain template. Endapan eluckimia listrik atau metode peleburan dapat secara efektif mengontrol perilaku deposisi/dissolution pada lithium logam, menekan pertumbuhan campuran lithium, dan mencapai tujuan siklus masa pakai lama baterai logam lithium, yang menyelesaikan masalah hubungan singkat baterai.
Desain diafragma/elektrolit padat
Dengan pengembangan teknologi pencetakan 3D yang terus menerus, elektrolit baterai juga dapat dicetak secara langsung, sehingga mengurangi prosedur, waktu, dan biaya produksi. Akan tetapi, karena keterbatasan air stabilitasnya, sulfida dan phalide (elektrolit halda) tidak bisa diberikan untuk mencetak. Oleh karena itu, elektrolit polimer dan oksida adalah jenis elektrolit solid-state yang berpotensi mencetak 3D di semua baterai solid state.
Membran cetak 3D dapat mencapai desain yang rasional dari struktur membran dan fluks ion seragam, mengurangi pembentukan dendritus litium. Untuk mencapai konduktivitas ion tinggi dalam baterai lithium keadaan padat, biasanya perlu untuk memasukkan elektrolit padat ke dalam material aktif dari elektrode positif. Antarmuka padat ini harus halus dan memiliki fleksibilitas yang memadai untuk memenuhi perubahan geometris yang disebabkan oleh proses pengisian dan pengosongan daya. Pencetakan 3D dapat mengoptimalkan struktur antarmuka dengan sempurna untuk memenuhi persyaratan antarmuka padat yang ketat dalam baterai logam lithium keadaan solid.
Pemasok yang Diaudit 
Pemasok yang Diaudit 
