2022年3月，南極熊獲悉，電池3D打印專家Sakuu 在鋰金屬電池的開發(fā)方面有了很大的突破，能夠開發(fā)具有800Wh/L基準能量密度的鋰金屬電池，并預計在2023年推出全3D打印固態(tài)電池。

△Sakuu的SSB軟包電池。圖片來自Sakuu Corporation。

●Sakuu總部位于美國加利福尼亞州圣何塞，主要研究大規(guī)模、可持續(xù)的電池技術和電池制造。Sakuu制造的電池具有可回收性、高性能和安全性。專有的固態(tài)電解質和多孔陽極技術能提供高能量密度，減少充電時間。Sakuu的固態(tài)電池將完全通過變革性的Kavian™ 平臺在定制或大型工廠中生產，從而實現(xiàn)、Sakuu、固態(tài)電池的快速3D打印、大批量、低成本和可持續(xù)生產，能夠滿足大眾市場的需求。

Sakuu稱，這一成就是實現(xiàn)在2023年制備超過1,200Wh/L的全3D打印固態(tài)電池(SSB)目標前的重要一步，所含有的能量密度遠遠高于當今市場領先的鋰電池。（目前市場常見的鋰電池的能量密度在500-700Wh/L范圍內。）

Sakuu創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Robert Bagheri說：“采用全新3D打印方法制造的安全、可持續(xù)和高性能的SSB能夠解決供應鏈和安全問題，同時超越當今鋰離子電池的局限性。”

3D打印下一代電池

在Musashi Seimitsu的支持下，Sakuu生產為電動汽車(EV)提供動力的下一代SSB。Sakuu去年從KeraCel更名為Sakuu Corporation，不久之后推出了Sakuu AM平臺，這是集粘合劑噴射（BJ）和粉末床3D打印技術于一體的多元化系統(tǒng)，可以在同一零件內處理多種陶瓷和金屬材料。Sakuu表示，憑借這種制造能力，可以打印出具有更堅固陶瓷層的電池，同時更容易集成大規(guī)模生產的單片層電池。

為了進一步證明增材制造技術的可行性，Sakuu已經建立了一個電池3D打印測試系統(tǒng)，該設備最初能夠每年生產2.5MWh的SSB，今年通過Sakuu AM平臺，此系統(tǒng)每年將能夠產生高達1 GWh的SSB。

2021年10月，Sakuu獲得了6200萬美元的融資。這些資金被用于推出第一代SSB以及未來發(fā)布的第二代電池3D打印機。

△Sakuu的第一代鋰金屬電池含有800Wh/L的基準能量密度。圖片來自 Sakuu Corporation。

新的能量密度突破

在其第一代非打印鋰金屬電池中實現(xiàn)800Wh/L的能量密度是Sakuu實現(xiàn)全3D打印高性能 SSB并改善儲能的目標方面邁出的重要一步。第一代鋰金屬電池除了含有800Wh/L能量密度的特點外，還在200次充放電循環(huán)后具有97%的高能量保持率。

Sakuu的第二代全3D 打印 SSB有望在2023年推出。Sakuu預計其3D打印電池的能量密度將再次“大幅飛躍”，成為世界第一。Sakuu所設計的第二代電池的能量密度是現(xiàn)有鋰離子電池的兩倍，但重量減輕了30%，可用于儲能、微反應器和電子應用。它相信此3D打印平臺將在“超級工廠環(huán)境”中提供快速、大規(guī)模的電池生產，以滿足全球對大規(guī)模、低成本電池制造的需求。

Bagheri說：“我們正在創(chuàng)造一系列安全、可定制、低成本和高性能的電池，并以完全變革和可持續(xù)的方式制造它們，以滿足大規(guī)模的全球需求。”

△SakuuAM 平臺的內部。照片來自Sakuu。

電池3D打印

Sakuu Corporation 并不是唯一一家利用增材制造開發(fā)更高效、高性能電池的公司。雖然電池3D打印仍然是一項新興技術，但在過去一年左右的時間里，有很多公司都進行了電池3D打印。

●2021年6月，瑞士礦業(yè)和投資公司Blackstone Resources宣布考慮在美國證券交易所上市其Blackstone Technology部門。它表示表示，此部門正在開發(fā)一種能夠生產高能量密度鋰離子電池的3D打印技術，并準備實現(xiàn)串聯(lián)電池的生產。

●3D打印機制造商photocentric成立了專門的電池研發(fā)部門，設計自己的包含3D打印電極的節(jié)能存儲設備。據報道，該公司希望利用其技術為特斯拉即將建成的Giga工廠開發(fā)經濟型燃料電池。

●專業(yè)的 3D 打印材料專家6K開設了一個耗資 2500 萬美元的新設施，專門用于識別可持續(xù)能源存儲替代品，以找到用于電池生產的最佳原材料。