锂离子电池组件要在喷墨打印机上打印

彼得大帝彼得堡理工大学(SPbPU)的科学家们正在开发一种使用喷墨打印机来打印微型锂离子电池电极的技术。正在进行的研究可能有助于为生物传感器，可穿戴电子设备和其他微型设备创建电源。这项研究的结果发表在领先的科学期刊《能源技术》上。该研究是在SPbPU国家技术计划中心的资助和俄罗斯科学基金会的两项资助下进行的。

通过常规技术生产的锂离子电池具有高能量密度，这意味着它们可以以小体积存储大量锂离子电池。由于此属性，它们通常用于微型设备，例如智能手表，手写笔等。如今，该领域的进步已达到技术极限，进一步缩小尺寸具有挑战性。因此，技术发展需要用于电池制造的新方法。除其他可能的解决方案之外，还有用于集成电路生产的方法以及在其高性能方面具有优势的各种印刷方法。

为了印刷具有给定特性的电极，需要选择合成条件，印刷溶液的组成和粘度以及印刷参数(例如，液滴之间的距离和所施加的层数)。对于来自不同科学领域的专家来说，这是一项艰巨的任务。与通过传统技术制造的电极相比，通过喷墨印刷制造的电极不能提供足够高的能量密度。观察到的差异是由于使用了各种材料以及所制造电极的参数-活性层密度，活性材料的比例等所致。

该研究所“新材料和结构综合实验室”的主要研究人员马克西姆·马克西莫夫说：“为减少能量密度的差异，我们建议使用具有潜力的，基于锂和锰的富集正极材料的化合物，其容量有所增加。”彼得大帝彼得堡理工大学国家技术计划(NTI)的先进制造技术中心。“我们证明了通过喷墨印刷用这种材料制造电极的可能性。我们还发现，印刷电极中材料的能量强度与传统技术制造的电极相近。”

使用合成的活性阴极材料，科学家们制备了稳定的胶体溶液，并优化了其流变参数，用于喷墨印刷。他们选择了印刷电极的条件，对印刷电极的电化学性质进行了研究，确定了使用这种技术方法的前景以及所选的阴极材料组成。不久，科学家计划进行研究，以进一步提高印刷电极和锂离子电池原型的能量强度。