3D打印可壓縮準(zhǔn)固態(tài)鎳鐵電池

從風(fēng)力渦輪機(jī)到燃料電池以及各種不同的電池外殼，3D打印與能源行業(yè)持續(xù)相關(guān)。現(xiàn)在，來(lái)自我國(guó)和新加坡的研究人員正在探索以各種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行3D打印獨(dú)特結(jié)構(gòu)（如獨(dú)立式3D打印電極）的方法。

由新加坡科技大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院的楊惠英領(lǐng)導(dǎo)分享了他們?cè)?a href="http://ttokpm.com/article/zt/" target="_blank">最新發(fā)表的“ 3D打印可壓縮準(zhǔn)固態(tài)鎳鐵電池”中的研究細(xì)節(jié)。高能量密度和更高的穩(wěn)定性10，000次充電-充電循環(huán)。隨著3D打印行業(yè)中的創(chuàng)新不斷以用戶(hù)需求（以及他們拒絕接受硬件，軟件和材料方面的局限性）的加速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，通過(guò)電池來(lái)改善能量存儲(chǔ)的工作正在取得進(jìn)展。在這項(xiàng)最新研究中，將3D打印用于電池電極的快速原型制作，這些電極具有一系列不同的形狀，不同的層和圖案。

盡管由于穩(wěn)定的分散性和可調(diào)節(jié)的機(jī)械性能而普遍使用氧化石墨烯（GO）薄片，但是需要大量添加劑才能達(dá)到合適的粘度水平。研究人員一直在探索減少的GO材料，以制造“超輕型結(jié)構(gòu)”，該結(jié)構(gòu)可以輕松壓縮并且具有導(dǎo)電性。

在這項(xiàng)研究中，將GO薄片與碳納米管結(jié)合使用，將3D打印的晶格浸泡在氨水和硫酸鎳中，從而在表面形成了Ni（OH）2納米薄片。然而，在硝酸鐵和氯化鐵的晶格上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了多孔αFe2O3納米棒陣列的出現(xiàn)。

最終，隨著楊和其他研究人員在研究中向前發(fā)展，他們能夠生產(chǎn)出準(zhǔn)固態(tài)電池，并對(duì)其進(jìn)行了調(diào)整，以適應(yīng)適當(dāng)?shù)某叽?，并可選擇使用水性液體或聚合物凝膠氫氧化鉀作為電解質(zhì)。通過(guò)將四個(gè)設(shè)備連續(xù)連接在一起，它們能夠成功點(diǎn)亮藍(lán)色LED，證明電池可以正常工作。

該電池具有以下獨(dú)特功能：

壓縮60％

出色的循環(huán)穩(wěn)定性（10，000次充放電循環(huán)后，容量保持率約為91.3％）

超高能量密度（28.1 mWh cm-3和10.6 mW cm-3的功率）

總結(jié)說(shuō)：“我們的工作為生產(chǎn)耐壓儲(chǔ)能設(shè)備開(kāi)辟了一種新方法，有望在新一代可拉伸/可穿戴電子產(chǎn)品中應(yīng)用前景廣闊。接下來(lái)，我們將進(jìn)一步研究具有高能量密度和高放電平臺(tái)的3D打印水性充電電池，例如鋅空氣電池等。”
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