关注：中科院大连所3D打印研制出高能密度、长寿命锂电池，解决了两大关键问题

近日，3D打印技术参考注意到，中国科学院大连化学物理研究所采用3D打印技术开发了一种新型锂金属电池，显著提高了电池的寿命和能量密度。相关研究以于近日发表在《能源存储材料》上。

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.10.036

锂金属电池正在彻底改变当前的锂离子电池技术。然而，由于锂离子通量不均匀和Li/电解质界面不稳定，锂枝晶生长、库仑效率低、质量载荷有限、动力学缓慢的阴极不匹配等瓶颈阻碍了它们的实际应用，导致循环性差和能量密度低。当前，实现长寿命和高能量密度的锂金属电池生产，仍面临挑战。

中科院大连所的研究团队，设计并全3D打印了完整的锂电池结构：包括Ti3C2Tx无树枝晶和稳定锂阳极，以及多维导电LiFePO晶格超厚阴极。

研究指出，采用晶格结构来构建寿命长、能量密度高的高质量负载锂金属电池。

研究发现：3D打印的Ti3C2Tx阳极结构，可有效引导金属锂的均匀成核和生长，抑制锂枝晶生长，减少了连续充放电过程中死锂的形成，实现了超过4800小时的超长循环寿命和高速率性能；3D打印的超厚阴极结构具有超高质量负载三维多级导电网络和丰富的孔结构，其丰富的微通道和介孔/大孔，可以容纳足够的电解质， 大大增强了离子与电极之间的接触面积， 并提供了相互连接的电子通道， 从而缩短了离子扩散途径和快速电荷传输动力学，从而有效地提高了锂金属电池的电化学性能。

两者结合构建的先进锂电池结构，稳定性显著增强，表现出25.3mAh/cm²的高面容量和81.6mWh/cm²的高面能量密度，远远超过当前最先进的3D打印电池。

3D打印技术参考梳理论文发现，3D打印的负极和正极，同时解决了锂电池所面临的两个重要问题：即负极不稳定和正极面容量较低的问题。该研究为研制长寿命、高比能锂金属电池提供了一条可行的途径。