喷墨打印技术用于电池元件

　　圣彼得堡的一组科学家提出了一种为笔记本电脑、智能手机和平板电脑供电的锂离子电池制造电极的新方法。研究人员表明，这些元素可以用喷墨打印机打印，这将使电极厚度减少10至20倍，并为紧凑型电子产品制造商开辟新的可能性。他们的文章已经发表在《能源技术》杂志上。
　　研究人员正在追求更高的锂离子电池容量，同时使它们更轻、更紧凑。电池的大小和容量决定了笔记本电脑的重量，智能手机在充电周期之间能工作多长时间，以及电动汽车可以行驶的距离。锂离子电池的标准制造方法不允许在没有相应的电池容量损失的情况下显著增加其重量或尺寸。因此，改变电池组件的生产是必要的。
　　来自ITMO大学、彼得大帝圣彼得堡理工大学和Ioffe研究所的科学家提出了一项技术，通过这项技术，阴极材料水平的厚度可以降低10甚至20倍。这将提供一个减少整个电池的大小和重量的机会，因为标准的平板电脑或笔记本电脑电池可以有数百个这样的层。
　　博士丹尼斯科尔恰诺夫说：我们已经开发出用于喷墨打印阴极材料的墨水。在ITMO的SCAMT实验室的学生，他合著了这篇文章。我们设法在电流收集器上涂上了一层厚度约5微米的保护层。现有工业样品使用厚度为100微米的正极材料。根据其他技术制作的实验室样品厚度为50微米。因此，我们能够将厚度减少10至20倍。用这种技术做一个更小的层是不可能的，因为会出现短路。
　　研究人员最近证实了印刷阴极材料的可操作性，以证明该技术可以用于制造性能相似的较小的工作电池。
　　从理论上讲，这种发展可以产生另一种有用的效果。用阴极材料印刷超薄的电流收集器将使科学家能够创造出一种弯曲时不变形的柔性电池。这一点很重要，因为今天，高科技公司面临着一个艰难的挑战：一方面，用户希望他们的小玩意轻巧紧凑；另一方面，人们喜欢从尽可能大的屏幕上观看图片和视频。除此之外，人们对可同时用作平板电脑和笔记本电脑的变压器设备的需求越来越大。可折叠和可扩展的小工具被设计来解决这些问题。在2020年初举行的CES2020展览会上介绍了这些装置。
　　为了开发这样一种设备，工程师们不仅要考虑它的屏幕和外壳，还要考虑标准锂离子电池的位置。理想情况下，变压器片的电池应随外壳弯曲。
　　丹尼斯科尔恰诺夫解释说：理论上，我们的发展可以用来制造这样的装置。有一个巨大的可能性，薄电极将更灵活，因为它们不会变形时弯曲。这将使我们能够在变压器设备中使用它们。