童程童美少兒編程教育

                                                            少兒編程 > 文章資訊 > 3D打印 > 臺灣成功大學3D打印電池電容量可提升3倍

                                                            臺灣成功大學3D打印電池電容量可提升3倍

                                                            童程童美 2016-09-26

                                                            目前3D打印技術隨處可見,就連電池也能打??!這可不是創意而已,今年7月份,成大功大學材料系教授洪飛義、呂傳盛教授團隊宣布在實驗室里實現了3D打印電池。據悉3D打印電池不僅簡化了過程,3D打印出來的電池還具有體積小、效率提升、電容量增加、充放時間短等令人欣喜的優點。

                                                            摘要

                                                            目前3D打印技術隨處可見,就連電池也能打??!這可不是創意而已,今年7月份,成大功大學材料系教授洪飛義、呂傳盛教授團隊宣布在實驗室里實現了3D打印電池。據悉3D打印電池不僅簡化了過程,3D打印出來的電池還具有體積小、效率提升、電容量增加、充放時間短等令人欣喜的優點。

                                                            臺灣成功大學3D打印電池電容量可提升3倍

                                                            3D打印的電池

                                                            眾所周知,電動汽車、摩托上的電池體積大又重,工藝繁瑣費時,10多年來工藝都沒有太多改變,而近年來3D打印迅速崛起,其具有的省時、省耗材、迅速等特性,帶給洪飛義、呂傳盛教授研發3D打印電池的構想。

                                                            據了解,目前電動汽車、摩托電池上關鍵的電極工藝至少需要4道工序,分別為粉末合成、粉末添加黏結劑并攪拌、粉末涂覆與壓延、烘烤,前后費時約24小時。

                                                            而3D打印電池,利用飛秒激光來融化合成的粉末,攝氏溫度上萬度的飛秒激光在融合過程,將粉末添加黏結劑并攪拌、粉末涂覆與壓延、烘烤等3道工序一次搞定,原本4道工序簡化為2道(粉末合成+直接打印),只需3分鐘即可完成;更令研究團隊驚喜的是,合成粉末經激光融合,一并生成了有可增加電容量的“介金屬層”,傳統工藝則需再添加額外物質,以增加電池的電容量。

                                                            洪飛義表示,3D打印電池因激光融合生成的“介金屬層”,可有效提高電池的電容量,帶來充電快、體積小、重量輕等優點。層積是3D打印的特色,3D打印電池一樣可以層積,每一次層積,電容量也隨之增加,想要有多少電容量都可以自行層積與控制。

                                                            3D打印電池,不僅適合定制化,由于打印所需的時間很短,意味著大量打印電池是可能的,擺脫了3D打印不適合大量生產的刻板印象。

                                                            臺灣成功大學3D打印電池電容量可提升3倍

                                                            成大功大學材料系教授洪飛義(左二)、呂傳盛(左一)團隊

                                                            據悉,洪飛義教授、呂傳盛教授團隊研發,投入新興的鎂電池研究多年,3D打印電池也選擇以鎂粉為電池負極材料,利用3D打印堆棧兩層鎂粉合成粉末,電池電容量可達600mAh/g以上,而采一般工藝的鎂電池,電容量為500mAh/g。改以3D打印鋰電池,層積兩層的電容量為200mAh/g,一般工藝的鋰電池其電容量為155 mAh/g。

                                                            團隊經過多次的實驗確認,3D打印電池能夠提高電容量,若是采用鎂粉3D打印電池,與鋰、錳、鎳等一般工藝的電池相比,其電容量最高可提高3倍。

                                                            不過洪飛義教授也強調,3D打印電池的技術,必需結合粉體工學、冶金凝固學與電化學等專業知知識,非一般實驗室可以掌握;成功大學3D打印電池的打印技術,已在臺灣提出專利申請,7月份該校材料系研究生洪嘉政的學業論文,也會公開刊載創新的3D打印電池技術與理論。

                                                            呂傳盛教授指出,搜尋相關的文獻與資料,成功大學是第一個將3D打印引入電池工藝的機構,目前他們已與工研院南分院激光與積層制造科技中心黃偉欽博士達成合作共識,期盼3D打印電池能夠早日問世。

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