Sakuu 3D打印锂电池预计2023年出货，能量密度将“大幅飞跃”成为世界第一

近日，电池3D打印专家Sakuu Corporation在其锂电池开发方面达到了新里程碑，实现了800Wh/L的基准能量密度，远高于目前市场常见锂电池500-700Wh/L的能量密度。这为实现2023年超过1200Wh/L的全3D打印固态电池目标迈出了重要一步。

采用全新3D打印方法制造的安全、可持续和高性能固态电池可以解决关键的供应链和安全问题，同时可以解决当前锂离子电池制造过程中的诸多限制。Sakuu于2021年推出了一款专为大规模生产电动汽车电池而优化的工业级3D打印平台，通过结合粉末床和材料喷射沉积技术，该机器能够在同一零件层内实现陶瓷、金属和载体的多材料一体成型。该技术可以制造出比现有电池具有改进接口和更高强度陶瓷层的能量存储设备，同时集成更容易大规模生产的单片分层电池。3D打印电池，由于能够仅使用必要的材料，因此可以节省材料、减小尺寸并提高能量密度。

Sakuu固态电池

Sakuu的第二代全3D打印固态电池有望在2023年开始出货，该公司预计其能量密度将再次“大幅飞跃”成为世界第一。Sakuu采用3D打印方式生产的电池，与传统锂离子电池相比，体积减半，重量也减少到了三分之一，而电池的能量密度是现有锂离子电池的两倍。为进一步证明其增材制造技术的可行性，该公司已经建立了一个试点电池3D打印的试验产线，据报道，该产线每年能够生产高达2.5MWh的固态电池，后续通过扩展，每年将能够产生高达1GWh的容量。去年10月，Sakuu完成了一轮6200万美元的融资，将被用于推出其第一代固态电池，并研制第二代电池3D打印机。

传统电池于固态电池的区别

Sakuu 的电池技术基准路线图

传统技术在提高能量密度时，需要使材料变得更薄，几十微米厚度的陶瓷在制造过程中非常难以处理。与其试图解决将含有液体的器件层压在一起，不如直接打印电解质、金属和其他材料。通过将陶瓷和金属组合在一个单一的构件中，可以3D打印薄至1mm的器件，其中可以发生化学反应。虽然该技术可能无法实现足够精细的特征尺寸以生产半导体，但它可对大量导电或具有内部通道的大型物品有用。

3D打印电池技术原理

Sakuu3D打印电池过程

Sakuu声称，其第一代非打印锂金属电池中实现800Wh/L的能量密度是在实现全3D打印高性能固态电池并改善储能的目标方面迈出的重要一步。除了800Wh/L的成就外，该公司的锂电池还被发现在200次循环后表现出97%的高能量保持率。循环完成后，预计电池在800次循环时会保持80%的存储率。

固态电池对电动汽车至关重要

Sakuu一直将重点放在用于电动汽车等应用的3D打印固态电池上。但多材料3D打印对于航空航天和汽车的有源元件如传感器和电动机，消费电子产品的移动电源和散热器，物联网中的PH、温度和压力传感器，以及用于医疗的病原体检测器和微流体设备，同样具备制造的可行性。

储能设备的3D打印在很大程度上具有巨大的应用市场，然而大部分工作仍处于研究阶段。不久前，瑞士联邦材料科学与技术实验室的研究人员就使用3D打印制造了一种可持续的新型超级电容器。黑石科技则于2021年实现了锂离子电池的批量3D打印生产。3D打印材料专家6K则开设了一个耗资2500万美元的新设施，专门用于寻找可持续能源存储替代品，以找到用于电池生产的最佳原材料。