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【专利】哈佛科学家研发的新技术让你轻松打印锂离子电池

阅读:106   发布时间:2013-12-02 13:09:00   

  哈佛材料科学家 Jennifer Lewis 的新型 “墨水”技术和高压打印技术将使得常温下的电子配件 3D 打印变得更加便捷,比如锂离子电池等。该技术为未来的电子系 3D 打印提供了基础,虽然还处于早期阶段,但是它能够打印电池及其它高效能电子零件的天赋能使更多的新产品靠近大众生活。



  以助听器为例,虽然其塑料外壳已经是由 3D 打印技术制成,但内部的电子机构却是另外制造的,电池通常需要经常更换。如果 Lewis 的技术付诸实用,我们可以在通过 3D 打印把可充电电池植入塑料外壳里,使得这个设备的制作更加快速,结构也更加严密。



  (定制的注射喷嘴,其开口只有一微米,使小空间内打印复杂结构成为可能)



  Lewis 解决了电子设备打印的两个重要问题。一是 “墨水”,Lewis 发明了自称为“功能性墨水”的技术,使得原材料在被挤压出来后迅速成形为电池及其它基本零件,如电极、电线和天线等。另外一个重要发明则是可用于工业级 3D 打印机的喷嘴和高压挤压器。Lewis 的技术使用悬浮纳米颗粒作为墨水,比如锂和银等。墨水可依实际需求做不同搭配,它们常态下接近固体但在受到特定程度的挤压时开始流动,打印时即可凝固。Lewis 的订制化系统同时使用数百根喷嘴进行打印工作。



  (显微镜下的电池,只有一平方毫米,但结构复杂。)



  这种新技术在室温下即可运行,使得其适用范围得到极大扩展,比如在皮肤上、塑料或者纸质材料上等等。Lewis 表示,材料本身并没有多少创新,她的技术更多的是在制造上带来变革。以电池为例,得益于精细的喷嘴和纳米级墨水,Lewis 的打印机能在极小空间内造出复杂结构,因此即便是小至一平方毫米的电池也能具备普通市售电池的性能。



  Lewis 的团队拥有这种技术的 8 项专利,他们希望在接下来几年里做好授权和商业化。另外,她还表示虽然这项技术是为工业制造而发明,但是也不排除为普通消费者打造一款入门级设备的可能。




 

(责任编辑:刁晓爽)


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