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面向新型电池制造的数字智造平台
电池数字智造平台利用3D打印等数字化制造技术,可以精确地打印出复杂的电池组件和结构,从而实现更高的能量密度和更优化的形状。
数字化制造流程使得电池的生产过程变得高度可控和自动化,从材料配比到打印、组装,再到测试和质量控制,所有步骤都可以实时监控和调整。数字化制造平台基于三维数字模型制造,分层累加材料、逐层叠加成型的数字制造技术,能够以最少的材料浪费、低成本、低低能耗、快速的制造复杂形状的电池、实现独特设计3D结构电池的制造。
面向电池制造的3D打印数字化制造平台重新定义电池生产的方法与效率。提供了一种全新的方式来设计、生产和定制电池,大大缩短了电池开发周期,使得新型电池的研发可以更迅速地实现
3D打印能够做到:
1、根据数字模型直接得到成型样件,中间过程无需人工处理,所以产品制作周期短。
2、3D 打印可以制造根据需要设计的孔隙结构或任何复杂几何形状。
3、支持建设柔性生产线,能够根据设计数据来制造不同尺寸和形状的电极。
4、降低电池产线的投入和运营成本——设备、人工、能耗、维护等成本。
5、降低电池制造成本,降低电池研发试错成本,减少电池非活性材料的用量—— 铜箔、铝箔、 隔膜等。
6、解放设计思维、自由创造、所想即所得,支持新型电池研发与制造。
数字智造的优势:
与传统的涂布叠片技术相比, 以3D打印为主的数字智造技术让电池制造流程更加快速简单、成本低廉、可定制、更智能。能够以最少的材料浪费,可一步完成复杂结构的制备,具有对环境无污染、能耗低等明显优势。
3D打印是确定的唯一适合制造多孔电极微通道复杂结构的技术。总之,3D 打印技术为快速制造具有独特结构和高性能的电池或制造微型电池,并降低电池制造过程的成本开辟了一系列新途径。
浆料挤出层叠技术(SEL-Slurry extrusion lamination)
SEL技术是高能数造针对电池研制用户的专业需求而自主开发的3D打印电池技术,
该技术通过从打印喷嘴中挤出具有剪切变稀性质的电池浆料,
并将浆料层层堆叠后构筑出预先数字化设计的三维结构。
SEL 技术在电池模块的制造中有最为广泛的应用,因为它具有如下显著的打印优势:
(1) SEL适用于几乎所有的材料,从三元锂、LFP、石墨、金属、陶瓷、水凝胶、聚合物、到新型功能纳米材料(例如石墨烯、2D MXene、钙钛矿),为打印电池活性材料提供了多种可能性。
(2) SEL 已被证明能够通过使用微毛细管喷嘴以最小特征尺寸低至 1 μm 实现高打印分辨率;
(3) SEL 能够制作复杂的 3D 多尺度结构,支撑相当广泛的设计自由度;
(4) SEL 具有高打印吞吐量,特别是在使用阵列式微管多喷嘴时,制造效率高并具有大尺寸制造能力;
(5) SEL 能够通过切换灌装不同成分浆料的多个打印喷头来提供具有高度空间和成分精度的多材料制造能力;
(6) SEL 设备经济性强,成本较低,操作便捷,使用方便,也适合科研原型制造;
(7) SEL 设备所打印的材料具有多种成型方式:光固化,热固化,粘结凝固,风干凝固等等。
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