3D-gedruckte Batterien sollen die Energiespeicherung verändern
Lösung eines globalen Problems
Photocentric hat ein Forschungsteam gebildet, das versucht, die Energiespeicherung zu verbessern, indem es die bahnbrechenden Möglichkeiten der Herstellung von Elektroden in drei statt in zwei Dimensionen ausschöpft.
Neuartige additive Fertigungstechniken
Durch die neuartige Polymerisation mit sichtbarem Licht in partikelreichen Aufschlämmungen können wir die Leistung von Batterien um Größenordnungen verbessern. Durch die selektive Aushärtung photopolymerisierbarer Verbindungen auf sehr großen Flächen mit einer Auflösung von bis zu 5 Mikrometern können wir schnell einen erheblich größeren Kontakt zwischen den Elektroden herstellen.
Wir können dies zu geringen Kosten tun - theoretisch nicht teurer als die Bindemittel, die im herkömmlichen Verfahren verwendet werden.
Leichter
Kleiner
Schnelleres Laden
Erhöhung der Energiedichte
Konform zur Gerätetopologie
Photocentric ist darauf ausgerichtet, die Vorteile niedriger Kosten und eines großen Produktionsumfangs zu nutzen.
- Industrialisierung des 3D-Drucks von Batterieelektroden, um die zusätzliche Leistung zu nutzen, die durch die Freiheit der Geometrie in drei Dimensionen entsteht.
- Erstellen von Batterien, die für die Maschine geeignet sind.
Sehen Sie sich das vollständige Interview unten an.
Fallstudie
3D-gedruckte Festkörperbatterien mit kontrollierter Geometrie
Photocentric hat vor kurzem ein Projekt abgeschlossen, das sich auf die Entwicklung maßgeschneiderter Materialien konzentrierte, um die Herstellung von Festkörperbatterien
mit maßgeschneiderten Konfigurationen zu ermöglichen. Weitere Informationen zu diesem Projekt, an dem auch Johnson Matthey plc als Partner beteiligt war, finden Sie unten.
Wir leiten derzeit Battman, ein großes Innovate-Projekt mit einer Investition von 1,4 Millionen Pfund.
In BattMan3D werden wir innovative neue industrielle 3D-Drucker für die Herstellung von Batteriezellen für Elektrofahrzeuge entwickeln. Durch die Verbesserung der Fertigungstechniken werden wir das Vereinigte Königreich dabei unterstützen, weltweit führende Kapazitäten in der modernen Batterieproduktion aufzubauen. Unsere branchenspezifischen Rezepturen und Drucker werden darauf ausgelegt sein, Elektroden mit komplexen Geometrien und verbesserter Energiedichte herzustellen. Unser Verfahren wird ganze Batteriezellen drucken, von der Anode über den Elektrolyten bis zur Kathode, einschließlich des Gehäuses. Wir werden die Technologie im Rahmen des Projekts anhand typischer Lithium-Ionen-Batteriezellen demonstrieren, aber unsere Drucker werden so konzipiert sein, dass sie für künftige Batterietechnologien bereit sind und eine Reihe von Kathoden- und Anodenmaterialien sowie Festkörperelektrolyten drucken können.
Bis zum Ende des Projekts werden wir Folgendes entwickelt haben: Einen 3D-Drucker für Batteriezellenkomponenten, der sich für die Vermarktung zu einem Verkaufspreis von unter 250 000 £ eignet. Druckbare Formulierungen mit funktionalisierten Nanopartikeln zur Herstellung von Zellelektroden und Separatoren. Ein Demonstrator-Batteriepaket, das im Vergleich zu konventionell hergestellten Batterien validiert und verglichen wurde.
Dies wird erhebliche Vorteile für die Batterieindustrie mit sich bringen: Ersatz eines 4-stufigen Prozesses (Beschichten, Trocknen, Kalandrieren, Ausklinken) durch einfaches Auftragen und Aushärten. Senkung der Produktionskosten für eine 24-kWh-Autobatterie um mehr als £480. Wegfall der umweltschädlichen N-Methylpyrrolidon (NMP)-Lösungsmittel aus dem Zellproduktionsprozess. Reduzierung der Kosten für die Abfallentsorgung um bis zu 85 %.
Auf diese Weise werden wir die vertikale Integration in den Zellherstellungsprozess verbessern und die britischen Kapazitäten und die Zuverlässigkeit der Versorgung erhöhen. Außerdem werden wir energieintensive Prozesse und risikoreiche Materialien aus der Fertigungskette entfernen und gleichzeitig vom saubereren Energiemix des britischen Netzes profitieren, um die Umweltbilanz der Autobatterieherstellung insgesamt zu verbessern.