2013年6月18日 3D打印出沙粒大小微电池

　　2013年6月18日，美国哈佛大学和伊利诺伊大学厄巴纳—尚佩恩分校的研究人员合作，开发出了一种的锂离子微电池。虽然它的体积只有一粒沙子大小，但是在充放电率、循环寿命和电流强度等方面，这一锂离子微电池的电化性能却可以和商用蓄电池媲美，能够为医疗、通讯等领域的微型设备，提供足够电力。

　　传统的3D微电池的制备都是基于较为成熟的微电子技术以及新兴微加工技术，不仅成本较高，而且没有获得较为理想的成果。因此，科研人员决定采用3D打印技术来进行3D微电池的制作。

　　在运用3D技术进行微电池制作时，选用什么样的材料进行打印是科研人员首先遇到的问题。由于3D打印机的直径只有30微米，和一根头发丝的直径差不多，因此要求所选用的材料要具有特殊的流变学性质。既可以在挤压中流动，从针管中流出，还能在空气中迅速稳定凝固成型。此外，由于是作为打印微电池的材料，因此还必须是能够作为电极使用的活性材料。

　　为了能够找到适合的材料打印锂离子微电池，科研人员经过了多次尝试。最终决定，通过胶体化学的方法将磷酸铁锂和钛酸锂两种材料分别做成电池的正极和负极，然后利用3D打印技术打印出梳子状的正极和负极并将它们交错排列成一层，再将每层堆积起来，形成一种微小的、阳极和阴极紧密交错的多层堆叠结构，获得宽度只有40微米，高度是宽度11倍的电极。这样打印出的电极既可以保证储能材料的数量，又能够让正极和负极之间的距离足够短，使得封装制成的微电池具有快速充放电的能力。

　　这种利用专门的材料，通过特制的3D打印机制作微电池的方式，改革了传统的微电池的设计，为缩小各种设备带来了新的可能。同时也因此促使人们逐渐认识到3D打印技术的重要性，使得这一技术在材料、医疗、建筑、航空航天、时装等领域得到了广泛的应用，并作为一种前沿性、先导性的智能制造技术，不断引领传统生产方式和生产工艺的变革。

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