超小型锂电池，可用3D打印机随心打印

Published 14 Mar.2023 12:00(KST)

KIST研究团队

韩国研究团队利用3D打印机开发出一种可按任意形状打印的超小型锂离子电池。由于可作为物联网（IoT）设备、生物机器人、植入式医疗器械等超小型电子设备的电源而备受关注。

KIST研究团队利用3D打印技术开发出的可自由成型的超小型锂离子电池。图片由KIST提供

韩国科学技术研究院（KIST）14日表示，该院软融合材料研究中心的Jung Seungjun博士团队与首尔大学化学系教授Lim Jongwoo合作，开发出一种重量轻、设计自由度高、可应用于个性化小型设备的自由形状锂离子电池。

目前，手机、电动汽车等多采用圆柱形或方形等高度标准化设计的锂离子电池。传统锂离子电池使用金属集流体，重量很大，并采用具有可燃性的液体电解质，存在诸多局限。要突破这些限制，在设计用户定制的超小型设备时高效利用空间，就需要能够自由制造电池形状的技术。

研究团队采用3D打印工艺，从集流体到封装，全部电池材料都可自由打印，制作出了锂离子电池。为此，必须开发出能够在高分辨率条件下稳定形成图案的电池材料墨水。然而，在以往液体电解质或半固体凝胶电解质研究中，由于难以控制墨水的流变特性，无法形成高分辨率图案。研究团队通过调节两种高分子的比例，成功开发出一种半固体凝胶电解质，在实现毫米（mm）以下高分辨率图案形成的同时，兼具较高的离子电导率。并以轻质且导电性优异的金属纳米颗粒墨水与高分子墨水替代沉重的金属集流体，从而构建出集流体。