Команда UTEP из США создала гелевые электролиты для аккумуляторов с помощью 3D-печати
Репортаж от Wedoany,Исследовательская группа Техасского университета в Эль-Пасо (The University of Texas at El Paso) разработала метод, позволяющий с помощью 3D-печати изготавливать гелевые полимерные электролиты различных форм. Эта технология позволяет встраивать накопители энергии непосредственно в устройства, питаемые от аккумуляторов, преодолевая ограничения по размерам стандартных перезаряжаемых батарей.
Исследование опубликовано в журнале Communications Engineering серии Nature. Гелевый полимерный электролит отвечает за перенос ионов между электродами аккумулятора. Традиционные жидкие электролиты требуют герметичного корпуса, что ограничивает форму батарей и создаёт риск утечки. Команда UTEP объединила фотополимеризующуюся смолу с жидким литиевым электролитом и, используя технологию ванной фотополимеризации (vat photopolymerization) с послойным отверждением, успешно получила пригодный для печати гелевый материал.
Ионная проводимость напечатанного материала достигла 3,4×10⁻³ См/см, что сопоставимо с электролитами, изготовленными традиционными методами, и близко к уровню заменяемого жидкого электролита. Оптимальное соотношение смолы и электролита, определённое в ходе исследования, составило 1:4, что обеспечило баланс между электрохимическими характеристиками и надёжностью печати.
Команда выполнила печать электролита в обычных лабораторных условиях, и свойства материала остались стабильными. Исследователи напечатали простые диски, открытые сотоподобные решётки и сплошные кубы размером один сантиметр, демонстрируя гибкость формования аккумуляторов для будущих носимых устройств, медицинского оборудования или компонентов аэрокосмической техники.
«Долгие годы форма аккумулятора определяла форму устройств, которые он питает, — отметил ведущий исследователь, доктор Алексис Морель (Alexis Maurel), преподаватель кафедры металлургии, материаловедения и биомедицинской инженерии UTEP. — Мы доказываем, что можно напечатать высокоэффективные компоненты аккумулятора с электролитом любой формы и разместить их практически в любом месте. Это меняет возможности для дизайнеров».
Исследование также выявило влияние выбора растворителя на пригодность к печати и поведение аккумулятора — аспект, который ранее не был достаточно изучен. Один из составов продемонстрировал исключительную стабильность в повторных испытаниях, указав команде на наиболее перспективное направление разработок.
«Это исследование показывает, как передовые производственные и энергетические технологии могут объединиться, создавая совершенно новые возможности для проектирования аккумуляторов, — прокомментировал доктор Кенит Мейснер (Kenith Meissner), декан инженерного колледжа имени Мигеля А. Лойи (Miguel A. Loya). — Разрабатывая масштабируемый метод 3D-печати электролитов для аккумуляторов практически любой формы, доктор Морель и его соавторы помогают UTEP быть на переднем крае исследований в области накопителей энергии следующего поколения, одновременно предоставляя нашим студентам практический опыт работы с технологиями, которые будут иметь решающее значение для будущего аэрокосмической отрасли, транспорта и передового производства».
Исследование проводилось под руководством UTEP в сотрудничестве с Национальными лабораториями Сандия (Sandia National Laboratories). Команда планирует оптимизировать состав и интегрировать эти напечатанные электролиты в полноценные аккумуляторные элементы. Данное исследование является частью портфеля проектов Мореля, посвящённых 3D-печати аккумуляторов, и включает также грант на развитие кадров в рамках программы Национального научного фонда США «Исследовательский опыт для студентов бакалавриата» (National Science Foundation's Research Experiences for Undergraduates), который обеспечивает оплачиваемые летние стажировки с интенсивной исследовательской нагрузкой для студентов двух учебных заведений и устанавливает партнёрство между UTEP и Техасским университетом A&M (Texas A&M University).
Связанные продукты

【Оборудование для высокоскоростных железных дорог по подъёму, перемещению и укладке】Машина для транспортировки и укладки балок
Hanjiang Heavy Industry Co., Ltd. of China Railway 11th Bureau Group

Станок Xingkai 1625 для резки автомобильных ковриков Оборудование для раскроя и заготовки ковриков Высокоточное вибрационное ножевое оборудование
Jinan Xingkai Machinery Equipment Co., Ltd.
Экологически чистый, не поддерживающий горение двухслойный изолированный провод из ПВХ
Sichuan Chndo Cable Co., Ltd.

Двухотборная конденсационная паровая турбина
Qingdao Jieneng Steam Turbine Group Co.,Ltd.
Высокоскоростная гибкая полностью автоматизированная линия штамповки
JIER Machine-Tool Group Co., Ltd.
Автоматический патрульный робот/автоматический робот безопасности
FOTUN HONGKONG LIMITED
Система электрообогрева трубопроводов
Shandong Huaning Electric Tracing Technology Co., Ltd.
Интеллектуальный автоматический калибратор давления ConST811A
Beijing ConST Instruments Technology Inc.
Кабель экранированный, витая пара, ТПЭ-изоляция, оболочка PUR, стойкий к скручиванию, для роботов.
Shanghai Jinyou Jinhong Intelligent Electric Co., Ltd.
Твердоизолированные кольцевые главные распределительные устройства
Beijing HCRT Electrical Equipments Co., Ltd.








