一(yī)直(zhí)以来(lái)都有这(zhè)樣(yàng)一(yī)个(gè)觀念：如(rú)果锂離子電(diàn)池的(de)電(diàn)极(jí)含有微觀的(de)气(qì)孔或(huò)者(zhě)通(tòng)道(dào)，那(nà)麼(me)它们的(de)容量(liàng)就(jiù)会(huì)得到(dào)极(jí)大(dà)的(de)改善。近(jìn)日(rì)美(měi)国工程师(shī)研發(fà)出(chū)一(yī)種(zhǒng)3D打(dǎ)印(yìn)方(fāng)法(fǎ)，有可(kě)能(néng)极(jí)大(dà)的(de)提(tí)升(shēng)锂離子電(diàn)池的(de)容量(liàng)和(hé)充放(fàng)電(diàn)速度。

　　卡(kǎ)內(nèi)基梅隆大(dà)學(xué)機(jī)械工程學(xué)副教授Rahul Panat带领的(de)一(yī)个(gè)研究团(tuán)隊與(yǔ)密蘇里(lǐ)科技大(dà)學(xué)進(jìn)行合作，他(tā)们已經(jīng)研發(fà)出(chū)了一(yī)種(zhǒng)3D打(dǎ)印(yìn)電(diàn)池電(diàn)极(jí)的(de)新(xīn)方(fāng)法(fǎ)，这(zhè)種(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)能(néng)够打(dǎ)造出(chū)擁有受控气(qì)孔的(de)微觀金(jīn)屬結構。他(tā)们的(de)研究結果已經(jīng)發(fà)表(biǎo)在(zài)《添加劑制造业》雜志上(shàng)。

　　Panat稱：“在(zài)锂離子電(diàn)池中(zhōng)，擁有多(duō)孔結構的(de)電(diàn)极(jí)能(néng)够带来(lái)更(gèng)強(qiáng)的(de)蓄電(diàn)容量(liàng)。这(zhè)是(shì)因为这(zhè)種(zhǒng)結構允許锂離子大(dà)量(liàng)進(jìn)入電(diàn)极(jí)內(nèi)，这(zhè)就(jiù)能(néng)够實(shí)現(xiàn)更(gèng)高(gāo)的(de)電(diàn)极(jí)利用(yòng)率，而(ér)且(qiě)带来(lái)更(gèng)高(gāo)的(de)蓄電(diàn)能(néng)力。在(zài)普通(tòng)電(diàn)池中(zhōng)，電(diàn)极(jí)有30%到(dào)50%是(shì)得不(bù)到(dào)利用(yòng)的(de)。我(wǒ)们通(tòng)过3D打(dǎ)印(yìn)技術(shù)克(kè)服了这(zhè)一(yī)问題(tí)，3D打(dǎ)印(yìn)制造的(de)微觀電(diàn)极(jí)結構能(néng)够讓锂離子在(zài)電(diàn)极(jí)內(nèi)更(gèng)有效的(de)傳输，这(zhè)也(yě)会(huì)改善電(diàn)池的(de)充電(diàn)速度。”

　　被(bèi)用(yòng)作锂離子電(diàn)池電(diàn)极(jí)的(de)微觀金(jīn)屬結構能(néng)够将比容量(liàng)提(tí)升(shēng)四(sì)倍，而(ér)且(qiě)與(yǔ)傳統固體(tǐ)電(diàn)池相比區(qū)域容量(liàng)增加了两(liǎng)倍。據(jù)卡(kǎ)內(nèi)基梅隆大(dà)學(xué)的(de)研究人(rén)員稱，这(zhè)種(zhǒng)電(diàn)极(jí)在(zài)經(jīng)过40次(cì)的(de)電(diàn)化(huà)學(xué)过程之(zhī)後(hòu)，仍然保留了它们複雜的(de)3D晶格結構，这(zhè)也(yě)證實(shí)了它们的(de)機(jī)械穩定(dìng)性(xìng)。

　　卡(kǎ)內(nèi)基梅隆大(dà)學(xué)的(de)研究人(rén)員借助了气(qì)流噴印(yìn)3D打(dǎ)印(yìn)系(xì)統的(de)現(xiàn)有能(néng)力，研發(fà)出(chū)了他(tā)们自(zì)己的(de)3D打(dǎ)印(yìn)方(fāng)法(fǎ)，制造出(chū)多(duō)孔的(de)微觀金(jīn)屬結構。在(zài)此(cǐ)之(zhī)前(qián)，3D打(dǎ)印(yìn)電(diàn)池的(de)研究都受到(dào)擠壓打(dǎ)印(yìn)技術(shù)的(de)限制，也(yě)就(jiù)是(shì)通(tòng)过噴嘴擠壓材料形成(chéng)連(lián)續結構的(de)打(dǎ)印(yìn)技術(shù)。借助擠壓打(dǎ)印(yìn)技術(shù)只(zhī)能(néng)制造出(chū)交叉(chā)結構的(de)電(diàn)池。

　　借助Panat實(shí)验(yàn)室(shì)研發(fà)的(de)这(zhè)種(zhǒng)新(xīn)方(fāng)法(fǎ)，研究人(rén)員能(néng)够快(kuài)速的(de)将一(yī)个(gè)一(yī)个(gè)的(de)个(gè)體(tǐ)液滴(dī)堆(duī)疊成(chéng)三(sān)維結構，從而(ér)打(dǎ)印(yìn)出(chū)電(diàn)池電(diàn)极(jí)。这(zhè)種(zhǒng)技術(shù)打(dǎ)印(yìn)出(chū)的(de)結構有着複雜的(de)幾(jǐ)何學(xué)特性(xìng)，这(zhè)是(shì)傳統擠壓打(dǎ)印(yìn)方(fāng)法(fǎ)無法(fǎ)制造出(chū)来(lái)的(de)。

　　Panat稱：“由(yóu)于(yú)这(zhè)些液滴(dī)是(shì)彼(bǐ)此(cǐ)分(fēn)離的(de)，所(suǒ)以我(wǒ)们能(néng)够創造出(chū)这(zhè)種(zhǒng)全(quán)新(xīn)的(de)複雜幾(jǐ)何學(xué)結構。如(rú)果它们是(shì)像傳統擠壓打(dǎ)印(yìn)技術(shù)所(suǒ)使用(yòng)的(de)那(nà)種(zhǒng)里(lǐ)連(lián)續材料，我(wǒ)们就(jiù)無法(fǎ)制造出(chū)这(zhè)種(zhǒng)複雜電(diàn)极(jí)結構。这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)新(xīn)的(de)研究领域，在(zài)此(cǐ)之(zhī)前(qián)我(wǒ)並(bìng)不(bù)認为有人(rén)能(néng)够借助3D打(dǎ)印(yìn)技術(shù)創造出(chū)这(zhè)些複雜的(de)結構。”研究人(rén)員估計(jì)，这(zhè)種(zhǒng)新(xīn)3D打(dǎ)印(yìn)方(fāng)法(fǎ)衍生(shēng)出(chū)的(de)技術(shù)大(dà)約在(zài)2到(dào)3年(nián)內(nèi)就(jiù)能(néng)够實(shí)現(xiàn)工业应用(yòng)。