為了維持經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，能源和環(huán)境問(wèn)題變得更加突出。隨著科技爆炸式發(fā)展，人們對(duì)儲(chǔ)能有了更高的需求，商業(yè)化的石墨負(fù)極理論容量低，已然限制了鋰離子電池體系的能量密度提升，無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)高比能電池的需求。鋰金屬二次電池因其比能量高，成為下一代儲(chǔ)能電池的熱門選擇。然而，鋰金屬電池中幾乎所有組件都面臨著實(shí)際挑戰(zhàn)，主要集中在鋰金屬負(fù)極上，包括沉積不均勻，枝晶生長(zhǎng)、體積膨脹大和SEI膜不穩(wěn)定等，嚴(yán)重的損害了電池的安全性及循環(huán)壽命，限制著鋰金屬電池的商業(yè)應(yīng)用。傳統(tǒng)鋰金屬電池制造技術(shù)在控制組件的幾何形狀和結(jié)構(gòu)方面存在一些局限性，限制來(lái)電池的性能。3D打印作為一種新型制造技術(shù)，它可以無(wú)需依賴任何模板精確控制從微觀到宏觀的形狀與結(jié)構(gòu)，從而提高電池的能量密度和功率密度。
近日，中南大學(xué)材料科學(xué)與工程潘安強(qiáng)教授圍繞“3D打印鋰金屬二次電池”主題，在國(guó)際著名期刊Energy Storage Materials上發(fā)表了題為“3D printing for rechargeable lithium metal batteries”的綜述文章，周雙博士為論文第一作者。文章結(jié)合鋰金屬二次電池所面臨困境以及3D打印鋰金屬電池的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，總結(jié)了目前具有代表性的3D打印技術(shù)，回顧了3D打印技術(shù)在鋰金屬電池各組件的應(yīng)用進(jìn)展并對(duì)3D打印鋰金屬二次電池的設(shè)計(jì)原理和實(shí)際挑戰(zhàn)進(jìn)行了總結(jié)與展望。
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