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赵硕之:3D打印电池跃进 用镍开发集电器

赵硕之:3D打印电池跃进 用镍开发集电器

  作者:DIGITIMES蔡云瑄

  电子产品型态越趋轻便、多元,电池型态也需要更加轻巧,近来3D打印制作电池的技术备受关注,近期韩国化学研究院(KRICT)传出捷报,成功开发3D打印用电池材料,且原料来自价格低廉的镍,有望广泛用于物联网(IoT)、传感器、穿戴装置等轻便装置。

  韩国经济引述KRICT消息,KRICT研究小组成功开发二次电池核心零件集电器的材料。

  特别的是,3D打印用电池被誉为超级电容(EDLC)电池,其中便是搭载KRICT研究组开发的集电器材料。超级电容电池有结构简单、寿命长等优点,适合应作为传感器、物联网、穿戴装置等尖端产品的驱动能源。

  事实上,电池主要由集电器、电极、电解质构成,若想透过3D打印技术制造电池,就必需要有相应的3D打印墨水材料。在3D打印领域中,虽然电极、电解质材料研究相当活跃,但集电器开发进度最为缓慢,虽然先前曾利用纳米碳管或或银纳米纤维制作3D打印材料,但却难以兼顾效能或电压稳定性。

  KRICT研究小组使用纳米与微米大小的镍粒子,混合少量高分子材料,开发3D打印用金属墨水材料,且顾全电池导电性、高电压稳定性。

  使用该墨水材料进行印刷,并在极短时间内(1/10万秒)照光,就能让墨水中纳米与微米大小的镍粒子连接,强化导电性。同时,高分子材料产生光分解现象,镍粒子将从其他粒子接收电子,产生还原反应,并在表面产生导电保护层,帮助维持高电压稳定性。在超级电容电池的最高电压(3V)条件下,依然能长时间维持稳定状态。

  特别的是,这项技术主要材料是镍粒子价格低廉,且能调整墨水中粒子,控制墨水黏性,有利于制作各种形状的电池。

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