电池元件的喷墨打印技术

一组圣彼得堡科学家提出了一种制造用于笔记本电脑，智能手机和平板电脑的锂离子电池电极的新方法。研究人员表明，这些元素可以用喷墨打印机打印，这将使电极厚度减少10到20倍，并为紧凑型电子设备制造商开辟了新的可能性。他们的文章已发表在《能源技术》杂志上。

研究人员正在寻求更高容量的锂离子电池，同时使其更轻，更紧凑。电池的大小和容量决定了笔记本电脑的重量，两次充电之间智能手机的工作时间以及电动汽车的行驶距离。锂离子电池的标准制造方法不允许其重量或尺寸显着增加，而不会相应地降低其电池容量。因此，必须改变电池组件的生产。

来自ITMO大学，彼得大帝圣彼得堡工业大学和Ioffe研究所的科学家提出了一项技术，通过这种技术，阴极材料层的厚度可以减少10倍甚至20倍。这将为减少整个电池的尺寸和重量提供一个机会，因为标准的平板电脑或笔记本电脑电池可以具有数百个这样的层。

“我们已经开发出用于阴极材料喷墨打印的墨水，”博士Denis Kolchanov说道。该文章的共同作者是ITMO的SCAMT实验室的一名学生。“我们设法在集电器上施加了约5微米的厚度。现有的工业样品使用的阴极材料的厚度为100微米。基于其他技术创建的实验室样品的厚度为50微米。因此，我们能够将厚度减少10到20倍。使用这种技术无法制造更小的层，因为会发生短路。”

研究人员最近证实了印刷正极材料的可操作性，以证明该技术可用于制造具有类似特性的更小的工作电池。

从理论上讲，这种发展可以产生另一个有用的作用。用阴极材料印刷超薄集电器将使科学家能够制造出一种柔性电池，该电池在弯曲时不会变形。这很重要，因为今天，高科技公司面临着艰巨的挑战：一方面，用户希望其小巧轻便的产品;另一方面，用户则希望它们的小巧轻便。另一方面，人们喜欢在尽可能大的屏幕上观看图片和视频。除此之外，对于可用作平板电脑和笔记本电脑的变压器设备的需求不断增长。可折叠和可扩展的小工具旨在解决这些问题。此类设备在2020年初的CES 2020展览会上展出。

为了开发这种设备，工程师不仅要考虑其屏幕和外壳，还要考虑标准锂离子电池的位置。理想情况下，平板电脑的电池应随外壳弯曲。

Denis Kolchanov解释说：“从理论上讲，我们的开发可以用于创建此类设备。” “极薄的电极有更大的可能性，因为它们在弯曲时不会变形。这将使我们能够在变压器设备中使用它们。”