3D打印电池可以帮助制造微型医疗植入物

哈佛大学的研究人员现在表明,可以使用3D打印技术打印出像沙子一样细小的锂离子电池。这些电池可用于为微型医疗植入物供电。

每个微型电池都是由一堆小的电池电极组成的,这些电极的宽度与一根头发的宽度相同。这些电池是由哈佛大学和伊利诺伊大学厄本那-Campaign分校的一组研究人员制造的。

哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)的詹妮弗·路易斯(Jennifer Lewis)博士说:“我们不仅首次展示了我们可以对电池进行3D打印,而且还以最严格的方式进行了展示。”和该研究的资深作者。

最近,许多工程师已经制造出小型医疗设备。但是,为这些设备供电一直是一个重大挑战,因为提供足够功率的电池通常比设备大。其他用于较小电池的设计失败了,因为它们无法装入太多电能。

最新研究表明,电池不仅可以做得更小,而且可以轻松打印。最新型的微型电池具有紧密交错的电极,电极相互堆叠。电极超薄,并在平面内构建。

3D材料打印通过遵循3D图形中的说明进行工作,并使用它来沉积连续的材料层。Lewis的团队设计了具有化学和光学特性的功能性3D墨水。通过使用这些油墨,他们可以构建具有定制的光学,化学,机械和生物学特性的结构。

在这项研究中,研究人员需要一种具有电化学特性的材料。为此,他们创建了一种墨水,该墨水具有一种用作阳极的氧化锂化合物的纳米颗粒和一种用作阴极的另一氧化锂化合物的纳米颗粒的墨水。

然后将这些墨水沉积在两个金梳子的牙齿上,形成阳极和阴极紧密交错的堆叠。将电极装入一个装有电解质的小容器中,以完成整个电池的工作。

研究人员随后计算了这些电池可提供的电量。

“在充电和放电速率,循环寿命和能量密度方面,电化学性能可与商用电池媲美。根据新闻稿,材料科学与工程学助理教授,该研究的合著者沉狄龙说,我们“能够以较小的规模实现这一目标。”

这项研究发表在《先进材料》杂志上。

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