總部位于硅谷的電池3D打印設備及技術開發商Sakuu公司公布了Kavian制造平臺生產的鋰離子電池電極的最新性能成果。測試數據顯示，采用Kavian平臺生產的鎳鈷錳（NCM）電池在4000次充放電循環后仍能保持83%的容量。
Sakuu表示，這種耐久性使干法電池躋身電動汽車和大型儲能領域高性能商用鋰離子電池之列。相比之下，傳統的NCM電池通常需要循環2000多次，并保持至少80%的健康狀態才能被認為適用于電動汽車應用。
Kavian平臺專用于生產干電極。圖片來自Sakuu。
Sakuu創始人、首席執行官兼執行董事長Robert Bagheri表示:“我們為Kavian制造的電池電極的性能感到無比自豪。我們廣泛的測試證實，Kavian的干法制造工藝值得信賴，產品性能能夠達到甚至超越目前濕法工藝。這再次消除了人們對使用干法工藝打印鋰離子電池電極的適用性的任何疑慮。這一突破性成果證明了我們在材料工程方面的專業實力，因為客戶告訴我們，其他嘗試干法工藝的增材制造廠商難以在整個打印電極（尤其是正極）上獲得令人滿意的結果。”
用于驗證充放電循環性能的電池是一個容量為1Ah的電池，在1C/1C倍率下循環，采用石墨負極和全干法打印NCM811正極。實驗結果證實了無需引入新材料或額外的優化步驟。
Kavian 的制造能力和化學適用范圍
Kavian平臺旨在提供一種可擴展且資源效率更高的替代方案，以取代傳統的濕法涂覆電極制造工藝。目前它可對多種化學體系的陰極和陽極進行干法打印，包括 NCA、NCM、LFP、LTO、石墨和硅-石墨復合材料。此外，干法打印技術還可應用于新興的化學體系，例如鋁離子體系、鈉離子體系和固態體系。
據Sakuu介紹，Kavian的干電極制造工藝無需使用有毒溶劑和水，同時顯著減少了工廠占地面積、能源消耗、資本設備需求和總體排放量。公司報告稱，與傳統濕法工藝相比，所需的生產車間面積減少了約60%，運營能源成本節省了30%，二氧化碳排放量降低了55%，資本設備成本降低了約20%。
Sakuu目前正在準備首批Kavian生產系統，以供客戶部署，并已交付數百米干式打印電極。該公司將于12月8日至11日在拉斯維加斯舉行的先進汽車電池大會（AABC）上公布更多細節，展位號為611。
Kavian平臺干電極打印過程。圖片來自Sakuu。
擴展3D打印電池生態系統
3D打印電池行業的快速增長凸顯了Sakuu在市場上的地位。據市場研究機構Market Research Intellect預測，全球3D打印電池市場規模預計將從2025年的118.6億美元增長到2033年的218.9億美元，復合年增長率（CAGR）為10.75%。與此同時，國際能源署發布的 《2025年全球電動汽車展望》預測，全球電動汽車電池需求將從2024年的約1太瓦時（TWh）激增至2030年的超過3太瓦時。
隨著電池需求的增長，制造商們越來越多地轉向增材制造技術來擴大生產規模、提高效率和降低成本。
與 Sakuu 攜手，Addionics正憑借智能 3D 電極技術，通過結構創新推動電池領域的發展。Addionics 并非改變化學成分，而是專注于重新設計電池集流體的結構，以降低內阻、增強機械穩定性并改善熱管理。這些解決方案無需進行重大改造即可集成到現有生產線中，從而打造更安全、性能更高、效率更高的電池。
學術研究也為3D打印電池的創新做出了貢獻。2023年，德克薩斯大學埃爾帕索分校（UTEP）加入了一項由NASA牽頭、耗資250萬美元的項目，旨在利用月球和火星風化層3D打印可充電電池。UTEP獲得了61.5萬美元的資助，并與揚斯敦州立大學和Formlabs公司合作，利用當地材料開發可變形的太空任務電池，以減輕有效載荷的重量。研究團隊運用材料擠出（ME）和光固化成型（VPP）等增材制造技術，成功生產了包括電極、電解質和集流體在內的電池組件。
來源：南極熊
