Photocentric Innovateur en matière de photopolymère et d'impression 3D

Des batteries imprimées en 3D pour transformer le stockage de l'énergie

Résoudre un problème mondial

Photocentric a formé une équipe de recherche pour tenter d'améliorer le stockage de l'énergie en exploitant les possibilités de créer des électrodes en trois dimensions plutôt qu'en deux.

Nouvelles techniques de fabrication additive

Nous pouvons améliorer de plusieurs ordres de grandeur les performances des batteries en utilisant une nouvelle polymérisation à la lumière visible dans des boues riches en particules. En durcissant sélectivement des composés photopolymérisables sur de très grandes surfaces à des résolutions allant jusqu'à 5 microns, nous pouvons rapidement créer un contact inter-facial des électrodes beaucoup plus important.

Nous pouvons le faire à faible coût - théoriquement pas plus cher que les liants utilisés dans le processus conventionnel. Les écrans LCD permettent de coder de grandes surfaces avec de la lumière à faible coût et de réaliser des polymérisations à très haute résolution. Notre nouveau système de distribution de matériaux visqueux pour les boues riches en particules permet de distribuer rapidement de grandes surfaces.

Briquet

Plus petit

Chargement plus rapide

Augmenter la densité énergétique

Conformité à la topologie du dispositif

Photocentric se concentre sur les avantages d'un faible coût et d'une échelle de production.

  • Industrialisation de l'impression 3D des électrodes de batteries, permettant de bénéficier de la puissance supplémentaire créée par la liberté de la géométrie en trois dimensions.
  • Créer des batteries conçues pour s'adapter à la machine.

Regardez l'interview complète ci-dessous.

Étude de cas

Batteries à semi-conducteurs imprimées en 3D à géométrie contrôlée

Photocentric a récemment achevé un projet axé sur le développement de matériaux formulés sur mesure pour permettre la fabrication de batteries à l'état solide
avec des configurations sur mesure. Vous trouverez ci-dessous de plus amples informations sur ce projet, auquel Johnson Matthey plc a également participé en tant que partenaire.

Subventions

Nous dirigeons actuellement Battman, un projet majeur d'Innovate avec un investissement de 1,4 million de livres.

Dans le cadre de BattMan3D, nous développerons de nouvelles imprimantes 3D industrielles innovantes pour la fabrication de cellules de batteries destinées aux véhicules électriques. En améliorant les techniques de fabrication, nous aiderons le Royaume-Uni à se doter de capacités de premier plan dans la production de batteries de pointe. Nos formulations et nos imprimantes spécifiques à l'industrie seront conçues pour produire des électrodes aux géométries complexes, avec une densité énergétique améliorée. Notre procédé permettra d'imprimer des cellules de batterie entières, de l'anode à la cathode en passant par l'électrolyte, y compris le boîtier. Nous ferons la démonstration de la technologie au cours du projet en utilisant la chimie typique des cellules de batterie lithium-ion, mais nos imprimantes seront conçues pour être prêtes pour les futures technologies de batterie, avec des capacités d'impression d'une gamme de matériaux de cathode et d'anode ainsi que d'électrolytes à l'état solide.

A la fin du projet, nous aurons développé : Une imprimante 3D pour les composants de cellules de batteries, adaptée à la commercialisation à un prix de détail inférieur à 250 000 £. Des formulations imprimables, utilisant des nanoparticules fonctionnalisées, pour produire des électrodes et des séparateurs de cellules. Un pack de batteries de démonstration, validé et comparé aux batteries produites de manière conventionnelle.

 Cela aura des avantages considérables pour l'industrie des batteries : Remplacement d'un processus en 4 étapes (revêtement, séchage, calandrage, grugeage) par un simple dépôt et une polymérisation. Réduction des coûts de production d'une batterie automobile de 24 kWh de plus de 480 £. Suppression des solvants N-méthyl pyrrolidone (NMP) nuisibles à l'environnement dans le processus de production des cellules. Réduction jusqu'à 85 % des dépenses liées à la gestion des déchets.

De cette manière, nous améliorerons l'intégration verticale dans le processus de fabrication des cellules, ce qui renforcera les capacités et la résilience de l'approvisionnement au Royaume-Uni. Nous éliminerons également de la chaîne de fabrication les processus à forte consommation d'énergie et les matériaux à haut risque, tout en bénéficiant du mix énergétique plus propre du réseau britannique pour améliorer l'empreinte environnementale globale de la fabrication des batteries automobiles.

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