Tým vědců z Univerzity v Illinois (Chicago College of Engineering) představili poprvé v historii 3D tisk stabilního elektrolytu pro Li-Ion baterii. Nová technologie může změnit systém, kterým se baterie vyrábí a umožnit rychle měnit výrobu dle potřeby.

Při klasické hromadné výrobě baterií musí být obě základní části baterie – elektrolyt a elektrody vyráběné samostatně, přičemž spojování pak probíhá v pozdějších procesech. Procesy jsou ale komplikované, drahé a neumožňují žádnou flexibilitu, například z pohledu kapacity baterií a podobně. Nový způsob výroby pomocí 3D tisku to ale může změnit.

3D tisk elektrolytu

3D tisk elektrolytu pro baterie už byl sice možný dříve, ale teprve nyní se poprvé v historii podařilo pomocí této metody vytvořit elektrolyt pro Li-Ion baterii, který je stabilní a dokonce i flexibilní. Systém 3D tisku je klasický pomocí zvýšené teploty kolem 120 stupňů Celsia a extruze materiálu v podobě polymeru s částicemi oxidu titanatého.

Díky tomu, že tisk probíhá v reálném čase, lze i konkrétní kapacitu a vlastnosti nastavovat dle aktuální potřeby. Lze tak velmi rychle a snadno přizpůsobovat i hromadnou výrobu, která může být určena pro menší sériové zakázky nebo potřeby menších zákazníků.

Kompletace i s elektrodami

I druhou důležitou součást baterie – elektrody, lze vytisknout na 3D tiskárně, což do sebe skvěle zapadá. Nyní je tak možné vyrobit téměř celou baterii na jednom místě, což urychluje výrobu a také usnadňuje celý výrobní proces. V současnosti je totiž při spojování nutnost velmi čistého prostředí. Když se ale obě částí vyrábí společně, už riziko znečištění není tak vysoké.

Efektivita integrace elektrolytu s baterií je mnohem lepší než u současných metod vyrábění baterií a dokonce se zlepší i schopnosti samotných baterií. Dle vyjádření totiž experimentální prototyp vytisknuté baterie pomocí této metody vykazoval vyšší kapacitu pro nabíjení i vybíjení a lepší výkon. Je však nutné podotknout, že se stále jedná o laboratorní podmínky a k reálnému produktu je ještě daleko.

Budeme si tisknout i baterie?

Představa toho, že si v domácích podmínkách budeme tisknout vlastní baterie, asi není v nejbližších letech reálná, ale ve větší budoucnosti určitě bez problémů realizovatelná. Nové metody, materiály a schopnosti 3D tiskáren se rychle posouvají dopředu.

Jednou se tak možná dočkáme doby, kdy si kutilové budou doma vyrábět baterie přesně pro své pokusy a prototypy, aniž by potřebovali objednávat velké várky z továrny nebo byli omezeni nabídkou standardizovaných druhů.

Co je možná ale ještě důležitější, je například 3D tisk baterií ve vesmíru a v místech, kde zkrátka žádné továrny nejsou a nikdo vám tam žádnou baterii nedoručí. Čím více se musíte spoléhat na sebe, tím více budete potřebovat řešení, pomocí kterého si vyrobíte vše potřebné.

Zdroj: VTM