Ученые научились 3D-печатать перезаряжаемые батареи любой формы

Ученые разработали новый метод печати аккумуляторных батарей на любой поверхности. Технология изменит источники питания будущих электронных устройств, таких как скручиваемые дисплеи и гарнитуры дополненной реальности, которые требуют использования батарей необычной формы.

Авторы исследования утверждают, что разработанная ими технология позволяет печатать на 3D-принтере батареи с электродами и электролитом, придавая им нужную форму. Работа команды ученых, которой руководил Сан-Ён Ли (Sang-Young Lee) из Ульсанского Национального института науки и технологии в Южной Корее, была опубликована в журнале Nano Letters.

При создании литий-ионных батарей электроды и разделительные мембраны либо укладывают друг на друга, либо оборачивают и упаковывают в металлические оболочки, которые затем наполняют жидким электролитом. Таким методом трудно создавать батареи необычной формы.

В свою очередь, новый метод не требует вливания раствора электролита и использования разделительных мембран, так как электролит представлен в виде пасты, а электроды изготовлены из суспензии. Элементы печатаются друг за другом на любую поверхность с последующим отверждением с помощью ультрафиолетового облучения. Это позволяет создавать любые формы.

Все компоненты батареи, такие как катоды, аноды и электролит, могут быть напечатаны на геометрических объектах произвольной формы, что обеспечивает бесшовную интеграцию твердотельных аккумуляторных батарей с различными формфакторами в объекты сложной формы (например, криволинейные), — рассказал Ли в интервью PhysOrg.

Чтобы показать возможности новой технологии, исследователи напечатали батарею в форме сердца, и еще одну для гарнитуры, которая внешне похожа на очки Google Glass.

Сообщается, что новые батареи обладают свойствами, присущими другим гибким батареям на рынке. Они предлагают достойное время работы и 90-процентное сохранение емкости после 30 циклов перезарядки. В будущем исследователи планируют продлить срок службы своих батарей и увеличить их плотность.

Новая технология может внести большой вклад в развитие изогнутых смартфонов и носимых устройств, сделав их более компактными.

3D-печать имеет большое будущее. Так, например, в США уже разрешили печатать таблетки на 3D-принтере.