Ampcera和LLNL實驗室獲150萬美元投資，開發(fā)更耐用、更高效的3D打印鋰電池

導讀：眾所周知，傳統(tǒng)內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車會產(chǎn)生大量污染排放，對我們的環(huán)境和地球造成難以修復的破壞。相較之下，低排放、能源清潔的電動汽車憑借其明顯的環(huán)保優(yōu)勢，開始受到越來越多人歡迎的出行方式。受此影響，電動汽車的核心——鋰電池也得以快速發(fā)展起來。

2022年7月9日，南極熊獲悉，為了減少二氧化碳排放，邁向更加綠色的未來，美國能源部 (DOE) 已向 Ampcera 和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL) 提供了一筆大約 150 萬美元的資金。這筆資金將被用于資助開發(fā)制造3D結(jié)構(gòu)鋰電池陰極的無溶劑激光粉末床融合 (L-PBF) 增材制造技術(shù)，提高鋰電池的性能和能量密度，使其更加經(jīng)濟和可持續(xù)。

電動汽車的心臟——鋰電池

鋰電池可以被認為是任何電動汽車的心臟，它們直接決定了汽車的運作性能。雖然這種電池有助于環(huán)保汽車的運行，但它也有其缺點，包括對環(huán)境不友好的原材料提取，以及鋰電池被認為是易燃的并需要冷卻設(shè)施。

因此，新一代的鋰離子電池需要以更低的成本獲得更高的能量和功率密度，并能夠以更安全的性能運行。當前基于漿料澆鑄和涂層的電池制造技術(shù)正在努力進一步改善這些關(guān)鍵指標，但這些傳統(tǒng)的電池制備技術(shù)同樣有著一定的局限性。與傳統(tǒng)的基于漿料的薄膜電極制造方法相比，干式激光粉末床熔融在生成用于高功率、低成本鋰離子電池的結(jié)構(gòu)化電極方面很有前景。為了盡可能克服現(xiàn)有鋰電池制備技術(shù)的缺點，美國能源部開始介入并資助了這項通過增材制造技術(shù)改善電池性能的項目。

美國參議員亞歷克斯·帕迪拉說：“我贊賞能源部在加州投資數(shù)百萬美元用于創(chuàng)新清潔能源項目，實現(xiàn)我們的排放目標和應對氣候危機需要齊心協(xié)力開發(fā)新技術(shù)——包括更好的鋰離子電池。今天的研究將使我們能夠在未來幾年創(chuàng)造一個強大的清潔能源經(jīng)濟�！�

新型鋰電池的目標是降低成本并提高性能。圖片來源：LLNL

通過增材制造生產(chǎn)鋰電池的優(yōu)勢

Ampcera是鋰電池市場的一家富有創(chuàng)新性的供應商，并與勞倫斯利弗莫爾國家實驗室合作，該合作項目是美國能源部先進制造辦公室批準的六個能源系統(tǒng)項目之一。項目旨在減少工業(yè)排放，開發(fā)清潔能源技術(shù)。這一目標將通過增材制造技術(shù)來實現(xiàn)，因為它被認為是非常節(jié)能的。據(jù)悉，增材制造電池的預計效率將比傳統(tǒng)制造方法提高 10 倍以上，鋰電池制造成本將降低50%以上。此外，通過 3D 打印生產(chǎn)鋰電池也有望將能量密度提高到 450 Wh/kg 以上，并將成本降低到每 kWh 不到 75 美元。

Ampcera公司專注于增材制造技術(shù)，認為它是一種更環(huán)保的工藝，能夠以高容量加工大型 3D 陰極結(jié)構(gòu)。盡管L-PBF技術(shù)最初是為金屬零件的 3D 打印而開發(fā)的，但LLNL 的科學家和該項目的首席研究員葉建超正計劃使用這種增材制造技術(shù)將正極粉末混合物熱粘合到鋁基流體上，并生成獨特的 3D 結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)更快的充電和更高能量密度的電池。他還表示說：“增材工藝允許處理高容量 3D 陰極結(jié)構(gòu)，使鋰離子電池能夠在 15 分鐘或更短的時間內(nèi)達到 80% 的快速充電目標。通過消除溶劑，超高速的激光加工技術(shù)允許大規(guī)模電池制造，具有更高的產(chǎn)量、更低的能耗和成本，并可能提高功率和能量密度�！�

Ampcera公司在高性能固態(tài)電解質(zhì)和電極材料方面擁有強大的技術(shù)組合，該公司將為 LLNL 提供最先進和高度工程化的陰極粉末，用于 L-PBF 加工。

聯(lián)合投資人、Ampcera 首席技術(shù)官兼聯(lián)合創(chuàng)始人杜輝看好與 LLNL 的合作：“LLNL 與Ampcera 的合作將加速速低成本 L-PBF 增材技術(shù)的開發(fā)和高性能鋰電池制造技術(shù)商業(yè)化進程。在開發(fā)出 3D 結(jié)構(gòu)的陰極后，我們希望將該技術(shù)擴展到負極設(shè)計，并進一步探索其在具有更高能量和功率密度的全固態(tài)鋰金屬電池中的應用。”