Jepun menyedari penggunaan pencetakan 3D untuk mengeluarkan semua-bateri keadaan pepejal-
Profesor Universiti Tohoku Honma dan pembantu Kobayashi Hiroaki serta yang lain telah membangunkan teknologi membuat semua-bateri keadaan pepejal-dengan pencetak 3D. Gunakan bahan yang boleh menukar kekerasan secara bebas semasa membuat kerajinan. Bateri boleh dibuat hanya dalam beberapa jam tanpa proses suhu tinggi-yang diperlukan pada masa lalu. Percubaan-bateri yang dihasilkan telah bertahan dalam pelbagai ujian prestasi dan mempunyai prestasi tertentu, yang dijangka menyumbang kepada aplikasi praktikal awal semua-bateri keadaan pepejal-.
Elektrolit ialah salah satu komponen penting bateri dan biasanya dalam keadaan cecair, tetapi elektrolit bagi semua-keadaan pepejal-bateri adalah pepejal dan risiko kemalangan kebakaran adalah kecil. Satu lagi ciri bateri jenis ini ialah ia boleh meningkatkan kapasiti penyimpanan per unit volum dengan menyusun bateri. Ia amat dijangkakan sebagai bateri-generasi seterusnya yang boleh memanjangkan julat pelayaran kenderaan elektrik tulen (EV).
Membran elektrolit yang dibangunkan mempunyai kelembutan yang sama seperti kanta sentuh lembut (imej ihsan Universiti Kitto, Jepun)
Aliran utama semua-bateri keadaan pepejal-adalah untuk menekan kuat elektrod dan bahan elektrolit, dan memanaskannya hingga ratusan darjah Celsius. Walau bagaimanapun, proses pemanasan adalah mahal, dan terdapat kes keretakan haba. Pada masa yang sama, masih ada masalah. Disebabkan oleh kekerasan elektrolit, apabila elektrod positif dan elektrod negatif berulang kali mengembang dan mengecut dengan pengecasan dan nyahcas, kedua-duanya tidak boleh dilekatkan rapat, mengakibatkan prestasi bateri yang lemah.
Pasukan penyelidik menjalankan penyelidikan tentang pembuatan membran elektrolit fleksibel untuk semua-bateri keadaan pepejal-. Apabila cecair khas yang memudahkan pergerakan ion litium bercampur dengan silikon oksida, filem kaca yang serupa dengan kanta sentuh lembut boleh dibentuk. Kelembutan boleh dilaraskan hanya dengan menukar jumlah silika.
Kali ini, pasukan penyelidik mengurangkan separuh jumlah silikon oksida yang terkandung dalam membran elektrolit, menjadikannya seperti gel-. Ia kemudian dicampur dengan resin yang menjadi pejal apabila terdedah kepada cahaya ultraungu, dan boleh dibentuk menggunakan pencetak 3D.
Kurangkan kepekatan silikon oksida dalam elektrolit untuk menjadikan gel elektrolit-seperti, dan menghasilkan bateri melalui pencetak 3D (imej ihsan Universiti Tohoku, Jepun)
Eksperimen telah mengesahkan bahawa dengan menukar elektrolit, litium kobalt oksida untuk elektrod positif, litium titanat untuk elektrod negatif, dsb. menjadi bahan seperti gel-, bateri boleh dibuat oleh pencetak 3D sahaja. Ia dikatakan boleh dihasilkan dalam masa lebih kurang dua jam.
Ia boleh dibuat dengan hanya menyalut bahan dan menyinarinya dengan sinar ultraungu tanpa pemanasan pada suhu tinggi, yang boleh mengurangkan kos pembuatan. Elektrolit fleksibel kurang mudah retak dan muat dengan lembut walaupun apabila anggota mengembang dan mengecut.
The trial-produced battery can be stably charged and discharged for more than 100 times. Safety has also been confirmed by fire tests, etc. Professor Honma said, "As long as the data is input, the size and shape can be changed at will."
Masalah yang dihadapi oleh aplikasi praktikal ialah kekonduksian ionik elektrolit tidak cukup tinggi. Memandangkan ion litium tidak boleh bergerak dengan lancar, sukar untuk membebaskan sejumlah besar tenaga dalam sekelip mata.
Pasukan penyelidik akan menyesuaikan komposisi bahan dengan matlamat untuk meningkatkan kekonduksian ionik. Percubaan dengan kereta berkuasa bateri-yang dibangunkan telah berjaya, mencapai kelajuan tertinggi 30 kilometer sejam. Para penyelidik akan membuat penambahbaikan berulang untuk meningkatkan kuasa keluaran dan mempertimbangkan untuk memasangnya pada kenderaan elektrik tulen. Kami juga akan bersungguh-sungguh membangunkan bahan katod dengan ketumpatan tenaga yang tinggi.
Matlamat peringkat pertama adalah untuk merealisasikan aplikasi praktikal dalam bekalan kuasa penderia dan terminal boleh pakai.
