噴墨打印機打印微型鋰電池電極技術有望實現

彼得大帝圣彼得堡工業大學（SpbpU）的科學家們正在開發一種使用噴墨打印機打印微型鋰電池電極的技術。正在進行的研究可能有助于為生物傳感器，可穿戴電子設備和其他微型設備供應電源。

通過常規技術加工的鋰電池具有高能量密度，意味著鋰電池可以在很小體積里存儲大量的能量。由于此屬性，它們通常用于微型設備，例如智能手表，手寫筆等。如今，該范疇的進步已達到技術極限，進一步縮小尺寸具有挑戰性。因此，找到電池制造的新辦法是技術發展的關鍵。其他可能的處理方案包括用于集成電路加工的辦法，以及各種具有高性能優點的打印辦法。

打印具有給定特性的電極，要對合成條件，印刷溶液的組成和粘度以及印刷參數（例如，液滴之間的距離和所施加的層數）進行篩選，這關于來自不同科學范疇的專家來說是一項艱辛的任務。通過噴墨印刷制造的電極與通過傳統技術制造的電極相比，不能供應足夠高的能量密度。觀察到的差異是由于使用了不同的材料，以及制造的電極活性層密度的參數，活性材料的比例等。

圖片來源：彼得大帝圣彼得堡工業大學

該研究所“新材料和結構綜合試驗室”的緊要研究人員馬克西姆·馬克西莫姆說：“為減少能量密度的差異，我們提議使用有前景的，基于鋰和錳的富集正極材料的化合物，以新增能量密度。”彼得大彼德堡理工大學國家技術計劃（NTI）的先進制造技術中心。“我們證明了通過噴墨印刷用這種材料制造電極的可能性。我們還發現，印刷電極中材料的能量強度與傳統技術制造的電極相似。”

研究人員利用合成的活性陰極材料，制備了穩定的膠體溶液，并對其流變參數進行了優化，用于噴墨印刷。他們選擇了印刷電極的條件，對印刷電極的電化學性質進行了研究，確定了使用這種技術辦法的前景以及所選的陰極材料組成。科學家計劃進行進一步研究，以提高印刷電極和鋰電池原型的能量強度。

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