拜登政府向3D打印和先进制造电动汽车电池项目授予28亿美元

该项目指出：目前，几乎所有的锂、石墨、电池级镍、电解质盐、电极粘结剂和磷酸铁正极材料都在国外生产，中国控制着其中许多关键供应链。美国《通胀削减法案》更是明确，自2024年起，将全面禁用产自中国的电池组件，自2025年起，全面禁用产自中国的矿物原材料。从此可以看出美国对中国采取了看似零容忍的政策。

3D打印公司6K获拨款资助

这些投资将分散到供应链的多个部分，覆盖全国各地的公司，是美国汽车业的保险政策。迅速崛起的3D打印公司6K，也获得获得了本轮资助5000万美元，计划在一个产能为3000吨/年的工厂中，利用其UniMelt®微波等离子体处理技术，生产相关材料，该工厂将于2025年投产，2026年扩大到10000吨/年。

6K是一家3D打印材料研发商，并拥有一种名为微波等离子生产工艺专利，能够以快速、环保的形式生产电池材料。这种工艺应用于电池阴极材料制作，能够减少90％的用水量，能耗和温室气体排放量也能减少三分之二以上。这种技术除了适用于生产电动车的电池，也能应用于半导体等需要先进材料领域。但投资者更感兴趣的是其在动力电池领域的应用潜力。得益于3D打印技术，6K是唯一一家能以低于亚洲（生产商）的成本生产电池材料的公司。该公司CEO表示，这种颠覆性技术是改变这个行业唯一可行的方法。

欧美公司部署3D打印电池生产线

除了6K之外，其他一些初创公司也在推进3D打印电池技术的商业化。

2022年3月，电池3D打印专家Sakuu Corporation宣布，其在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，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。

Sakuu3D打印电池过程

Sakuu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。

Sakuu固态电池

2021年12月，黑石宣布开始使用3D打印技术批量生产锂离子电池。该公司目前正在开发的最有前途的技术就是其专有的3D打印技术，这是一项独特的专利技术，可用于生产液体电解质电池和锂离子固态电池，具备将电池能量密度加倍并将锂离子电池制造成本降低一半的潜力。黑石公司在过去两年中一直在开发和完善其锂离子电池3D打印技术，如今推出了其首个大规模生产设施。

黑石科技的3D打印电池工厂

黑石表示，如今的电解液电池生产线往往非常专业，一次只能生产一种电池。能源密集型过程通常非常昂贵，并且使用危险的溶剂作为电极的原材料。另一方面，Blackstone的“厚层技术”旨在作为一种更灵活且更具成本效益的替代方案，在使用环保材料的同时涵盖更广泛的电池格式。

由于3D打印过程的动态特性，Blackstone表示它可以根据客户的要求定制单元的大小和形状。与传统制造的同类产品相比，3D打印工艺使黑石公司的电池能量密度提高了约20%，高达220Wh/kg，空间节省了15%，降低了20欧元/千瓦时的材料成本以及23%的生产能耗。同时，3D打印可将固态电池的能量密度再增加70%，同时显著提高充电循环次数。黑石科技已将其初始目标年产能设定为500兆瓦时，预计将在今年年底前达到。尽管尚未确定时间表，但增长计划的第二阶段目标是每年5GWh，第三阶段最终目标是超过10GWh。

中国公司开展电池3D打印

国内方面，3D打印技术参考查询发现，由长春3D打印创新中心孵化的长春交大高能科技有限公司于2021年5月获得百万级人民币的种子轮融资，该公司拥有自主研发的Top-e电极创新设计系统、3D打印电池技术和基于3D打印技术的数字智造解决方案，通过3D打印这一个步骤来革新现在繁长的电池正负极制造环节。交大高能披露的资料指出，其3D打印电极技术对动力电池的安全性能有显著提高，具有将能量密度提高80%、制造成本降低50%的潜力，有非常巨大的技术优势和商业价值。

交大智能电池数字智造工厂示意（来自交大智能）

除交大高能外，3D打印技术参考注意到，比亚迪于今年上半年新成立了一家全资控股的新电池制造公司——贵安新区弗迪电池有限公司，其注册资本5000万人民币，经营范围含储能技术服务、智能输配电及控制设备销售、智能家庭消费设备制造、电子专用材料销售、增材制造装备制造等。实际上，比亚迪在制造汽车之前已经成为全球第二大充电电池的生产厂商。此次涉足3D打印制造领域，应当是看到了该技术在提高电池性能方面的巨大潜力。