Japan gerir sér grein fyrir notkun þrívíddarprentunar til að framleiða alhliða rafhlöður

Tohoku-háskólaprófessor í Japan, Motoge, og aðstoðarmaður Kobayashi Hiroaki, og aðrir hafa þróað tæknina við að nota þrívíddarprentara til að búa til rafhlöður í föstu formi. Við gerð, notaðu efni sem geta frjálslega breytt hörku. Það tekur aðeins nokkrar klukkustundir að búa til rafhlöðu og það er engin þörf á að framkvæma háhitaferlið sem áður var krafist. Tilraunaframleidda rafhlaðan hefur staðist ýmsar frammistöðuprófanir og hefur ákveðna frammistöðu, sem búist er við að muni stuðla að snemma hagnýtri notkun á alföstu rafhlöðum.

Raflausn er einn af aðalþáttum rafhlöðunnar, venjulega í fljótandi ástandi, en raflausn rafhlöðu sem er í föstu formi er solid og minni hætta er á brunaslysum. Annar eiginleiki þessarar rafhlöðu er að hægt er að stafla rafhlöðunni til að auka geymslugetu á rúmmálseiningu. Það er mjög eftirsótt sem ný kynslóð rafhlöðu sem getur aukið drægni hreinra rafknúinna ökutækja (EV).

Raflausnhimnan sem þróuð er hefur sama sveigjanleika og mjúkar augnlinsur

Meginstraumur rafhlaðna í föstu formi er að þrýsta rafskautum og raflausnum af krafti saman og hita þau upp í hundruð gráður á Celsíus. Hins vegar krefst hitunarferlið kostnað og það eru tilvik um hitasprungur. Á sama tíma er vandamál. Vegna þess að raflausnin er hörð, þegar jákvæða rafskautið og neikvæða rafskautið stækka ítrekað og dragast saman við hleðslu og afhleðslu, er ekki hægt að festa þau tvö náið, sem leiðir til lélegrar rafhlöðuafkösts.

Rannsóknarteymið framkvæmdi rannsóknir á framleiðslu á mjúkum raflausnarhimnum fyrir rafhlöður í föstu formi. Eftir að hafa blandað sérstökum vökva sem stuðlar að hreyfingu litíumjóna og kísiloxíðs getur myndast glerfilma sem líkist mjúkum augnlinsum. Svo lengi sem magn kísiloxíðs er breytt er hægt að stilla mýktina.

Að þessu sinni minnkaði rannsóknarhópurinn magn kísiloxíðs í raflausnhimnunni um helming og breytti því í hlaup. Síðan er því blandað saman við plastefnið sem storknað verður með útfjólubláum geislum og síðan er hægt að móta það með þrívíddarprentara.

Tilraunir hafa sannað að með því að breyta raflausninni, litíumkóbaltoxíði fyrir jákvæða rafskautið og litíumtítanati fyrir neikvæða rafskautið í gellík efni er hægt að búa til rafhlöðu með aðeins þrívíddarprentara. Það er sagt að hægt sé að framleiða það á um tveimur klukkustundum.

Minnka styrk kísiloxíðs í raflausninni, breyta raflausninni í hlaup og búa til rafhlöðu í gegnum þrívíddarprentara

Það er hægt að framleiða með því að húða efnið og geisla það með útfjólubláum geislum, án háhitahitunar, sem getur dregið verulega úr framleiðslukostnaði. Sveigjanlega raflausnin er ekki auðvelt að sprunga og jafnvel þó að íhluturinn stækki og minnkar er hægt að festa hann mjúklega.

Reynsluframleidda rafhlaðan getur stöðugt hlaðið og tæmd meira en 100 sinnum. Öryggi hefur einnig verið staðfest með brunaprófum o.fl. Prófessor Honma sagði,"Svo lengi sem þú setur inn gögn er hægt að breyta stærð og lögun að vild."

Vandamálið sem stendur frammi fyrir hagnýtri beitingu er að jónaleiðni raflausnarinnar er ekki nógu mikil. Þar sem litíumjónir geta ekki hreyfst mjúklega er erfitt að losa mikla orku samstundis.

Rannsóknarteymið mun laga samsetningu efnisins með það að markmiði að bæta jónaleiðni. Tilraunin með að nota þróaða rafhlöðuna til að keyra bílinn hefur gengið vel og náði hámarkshraði tilraunarinnar 30 kílómetra á klukkustund. Vísindamenn munu gera endurbætur ítrekað til að auka afköst og íhuga að setja það upp á hrein rafknúin farartæki. Það mun einnig þróa bakskautsefni af krafti með miklum orkuþéttleika.

Fyrsti áfangi markmiðsins er að ná hagnýtri notkun í aflgjafa skynjara og klæðanlegra skautanna.