哈佛科学家开发出新型墨水3D打印锂离子电池

哈佛科学家开发出新型墨水3D打印锂离子电池

据国外媒体报道，哈佛材料学科学家詹妮弗·刘易斯（Jennifer Lewis）能够通过墨水打印出电池的基本构件，这为锂离子电池和其它高性能电子设备的3D打印奠定了基础。

虽然该技术仍处于初期阶段，但如能打印电池和其它电子设备，新型设备的制造会成为可能。想象一下贴在皮肤上的自供电生物医学传感器的出现，它会持续不断地给智能手机传送生命体征。或者想象一下现有产品可以更加简单高效地制造出来。

如果电子组件和可充电电池一起进行打印，最终产品就可以更加快速无缝地制造出来。

刘易斯向打印电子设备迈出了重要的两步。首先，她发明出功能性墨水，该类墨水能够凝固成电池和简单的组件，其中包括电极、电线和天线。第二，她开发出喷嘴和高压挤压机，它们可以从工业级3D打印机挤出电池和其它组件。

刘易斯的墨水使用所需材料的悬浮纳米粒子，如用于电池的锂混合物和用于电线的银。这些材料可以组合成为多种解决方案，所产生的墨水在未扰动状态下接近固态，受到一定压力时则会流动。打印完毕后，那些材料会恢复固态。从单一的喷注打印出电池需要数分钟，而刘易斯的定制3D打印技术则支持同时从数百个喷嘴沉积墨水。

该打印技术需要在室温下运作，而非在高性能电子设备通常需要的高温环境下。这使得在塑料上打印无损材料成为可能。刘易斯说，电池材料本身并非革命性，“更具革命性的是物体制造的方式。”

她打印出的锂离子电池只有一平方毫米大小，但性能上跟普通电池一样好。因为刘易斯能够造出微小结构，结构定位精确到100毫微米，从而体现出要大得多的电池的结构。

刘易斯的团队拥有上述墨水相关的八项专利，目前正致力于授权许可事宜和几年后商业化该技术。她称初步计划向制造商提供工具，但她最终可能也会为爱好者打造一款低端打印机。