La stampa 3d migliora anche le batterie al litio

La stampa 3D consente una ricarica più rapida e batterie a maggiore densità di energia

 

Le batterie agli ioni di litio di nuova generazione richiedono una maggiore densità di energia e potenza a prezzi economici. Al momento, i metodi di produzione delle batterie convenzionali non sono in grado di migliorare ulteriormente questi parametri vitali.

Il raggiungimento degli obiettivi in ​​materia di emissioni e la lotta alla crisi climatica richiederanno uno sforzo concertato per sviluppare nuove tecnologie, comprese migliori batterie agli ioni di litio.

Per affrontare questo problema, il Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) sta collaborando con Ampcera Inc. per creare tecnologie di produzione additiva prive di solventi Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) per la costruzione di catodi di batterie al litio strutturati in 3D.

Approfondimento sul progetto

La ricerca di oggi ci consentirà di creare un’economia energetica forte e pulita per gli anni a venire. Questo nuovo progetto ha, infatti, ottenuto ingenti finanziamenti dall’Advanced Manufacturing Office presso il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

L-PBF è stato originariamente sviluppato per la stampa 3D di parti metalliche. Gli scienziati dello staff di LLNL stanno pianificando di utilizzare questa tecnologia di produzione additiva per legare termicamente le miscele di polvere catodica sul collettore di corrente in alluminio e generare strutture 3D uniche per una ricarica più rapida e batterie a maggiore densità di energia.

Rispetto ai metodi convenzionali di produzione di elettrodi a pellicola a base di liquame, la fusione a letto di polvere laser a secco è promettente nella generazione di elettrodi strutturati per batterie agli ioni di litio ad alta potenza ea basso costo. Immagine di Jianchao Ye/LLNL.

La batteria si ricarica in 15 minuti o meno

Il processo ecologico consente di elaborare strutture catodiche 3D spesse ad alta capacità, consentendo alle batterie agli ioni di litio di raggiungere l’obiettivo di ricarica rapida dell’80% di carica in 15 minuti o meno.

Eliminando il solvente, l’elaborazione laser ultraveloce consente la produzione di batterie su larga scala con una maggiore produttività, un consumo energetico e costi inferiori e probabilmente una maggiore potenza e densità di energia.

Ampcera Inc. ha un forte portafoglio tecnologico in elettroliti a stato solido e materiali per elettrodi ad alte prestazioni. Ampcera fornirà polveri catodiche all’avanguardia e altamente ingegnerizzate a LLNL per l’elaborazione L-PBF.

Sviluppi futuri

La partnership tra LLNL e Ampcera accelererà lo sviluppo e la commercializzazione della tecnologia di produzione additiva L-PBF ultraveloce ea basso costo per la produzione di batterie al litio ad alte prestazioni. Dopo aver sviluppato catodi strutturati in 3D, si aspettano di espandere la tecnologia al design dell’anodo e anche di esplorare ulteriormente la sua applicazione in batterie Li-metal a stato solido con densità di energia e potenza ancora più elevate.


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