自主研發(fā)的鈦酸鋰納米油墨
多層噴印的柔性鋰離子電池電極
自主研發(fā)的3D數(shù)字化噴印裝備
1.5V充放電平臺，比容量180mAh/g
10C高倍率容量下降15%
近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所信息服務(wù)與智能控制技術(shù)研究室3D電子打印課題組采用噴墨打印工藝，成功制造出柔性化鋰離子電池。該電池具有優(yōu)秀的循環(huán)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)一體化成型，同時有助于低成本量產(chǎn)電池模塊。
作為電池儲能材料的納米級鈦酸鋰油墨由沈陽自動化所課題組自主研發(fā)，該款油墨平均粒徑100nm，濃度15%，具有良好的分散性和極佳的噴印適配性能。電池集流體采用厚度15~50um的柔性石墨烯紙，抗拉強度2MPa，與普通打印紙相當(dāng)。3D電子打印裝備也由該課題組自主研發(fā)，噴印控制精度1um，噴印速度最高達900mm/s。
沈陽自動化所研發(fā)團隊采用多層噴印工藝將鈦酸鋰、粘結(jié)劑打印到柔性石墨烯紙集流體上，在線固化溫度120 即可完成電池制造。制造的鋰離子電池具有1.5V充放電平臺，比容量180mAh/g，在10C高倍率下電池容量僅損失15%，并且具有優(yōu)秀的循環(huán)性能。利用噴墨打印技術(shù)制造鋰離子電池，能夠?qū)崿F(xiàn)電池的柔性化、微型化、圖案化和透明化；采用多噴頭多材料噴印能夠?qū)崿F(xiàn)電池一體化成型，另外，該工藝不挑選基板，因此可采用卷對卷工藝制造，有助于以低成本量產(chǎn)電池模塊。
近年來，沈陽自動化所3D電子打印課題組在國家“863”計劃及研究所創(chuàng)新基金支持下，在面向功能材料的工業(yè)噴印領(lǐng)域開展研究，在微電子元器件加工制造方面，開展無芯片RFID標簽設(shè)計、仿真及原型打印工作；在光伏器件噴印方面，開展太陽能電池超細柵電極噴印裝備及工藝研究工作，實現(xiàn)柵線寬度突破40um，高寬比≥0.6的電極噴印核心工藝；在儲能器件噴印工藝研究方面，自主研發(fā)納米儲能油墨，開展柔性化、圖案化儲能器件噴印工藝研究。同時該課題組自主研發(fā)面向3D電子打印的高速噴印成套裝備，在納米油墨制備、噴印控制及工藝研究領(lǐng)域擁有多項發(fā)明專利。（信息服務(wù)與智能控制技術(shù)研究室）
