纳米材料与分子纳米技术杂志

未来的电子产品可能会由微型 3D 打印电池供电。

阿迪娜·伯尼斯

移动设备依赖于能量存储，人们一直渴望更小但更强大的电池。多年来，人们投入了大量精力研究新的电极材料、电解质、电池拓扑和制造方法，以改善电池的电化学性能，同时降低制造成本。与此同时，3D 打印正在改变我们的社会，技术正在迅速进步。它正迅速成为下一代未来 3D 打印能源系统的基础，在这些系统中，电池和超级电容器可以打印成几乎任何形状。制造商必须根据市售电池的尺寸和形状来设计他们的产品，而市售电池目前占据了现代电子设备的大部分空间。它们大多数是圆柱形或矩形，设计用于纽扣和袋装电池。因此，当生产商设计产品时，电池必须是特定的尺寸和形状，从而浪费空间并限制设计选择。这对未来几代柔性电子产品的设计提出了越来越大的挑战。基于光刻的 3D 打印、基于模板辅助电沉积的 3D 打印、喷墨打印、直接墨水书写、熔融沉积成型和气溶胶喷射打印等都是使用各种打印技术的 3D 打印电池的例子。作者还介绍了每种 3D 打印技术的工作原理、打印过程、优点和缺点，以及打印电池电极和电解质的打印材料。3D 打印是一种先进的生产技术，它使用数字控制的相变和反应材料沉积以及溶剂型油墨来生产复杂的 3D 结构。这种制造通常从创建 3D 虚拟模型开始，然后使用特定软件将其切割成许多 2D 水平横截面。通过在先前的层上连续打印新的 2D 层，可以生成一个有凝聚力的 3D 对象。