Ученые из США представили технологию, позволяющую изготавливать компоненты аккумуляторов с помощью 3D-печати, придавая им практически любую геометрию. Разработка направлена на преодоление ограничений, связанных с традиционной формой батарей, и может найти применение в портативной электронике, медицинских имплантатах и аэрокосмической отрасли.
Основным элементом новшества стал электролит — среда, обеспечивающая перенос заряженных частиц между электродами. Вместо жидкого состава, обычно требующего герметичного жесткого корпуса, ученые применили гель-полимерный материал. Он создан на основе фотоотверждаемой смолы и жидкого литиевого электролита, а процесс печати реализован методом фотополимеризации в ванне — послойного затвердевания под воздействием света.
Напечатанный гель демонстрирует ионную проводимость, сопоставимую с характеристиками обычных жидких электролитов. Оптимальное соотношение компонентов в смеси составило одну часть смолы к четырем частям электролита. Печать возможна в стандартных лабораторных условиях, без инертной или бескислородной атмосферы, что упрощает потенциальное масштабирование технологии.
В исследовании также проанализировано влияние различных растворителей на эффективность печати и работу батареи. Одна из протестированных комбинаций показала стабильность в ходе многократных циклов, что позволило выделить наиболее перспективный состав для дальнейших экспериментов.
Отмечается, что новая методика дает возможность интегрировать аккумуляторные элементы непосредственно в корпус устройств, а не подгонять конструкцию изделия под стандартные форм-факторы батарей.
На следующем этапе ученые планируют доработать состав электролитных смесей и перейти к созданию полноценных аккумуляторных ячеек на основе разработанного материала. В случае успеха технология может расширить возможности проектирования электроники, транспортных средств и аэрокосмического оборудования, предоставив инженерам большую свободу в выборе формы источников питания.
Читайте также: «Самое детальное астрономическое исследование Вселенной начинается в Чили».