ナノマテリアルと分子ナノテクノロジーのジャーナル

将来の電子機器は、3Dプリントされた小さなバッテリーで駆動されるようになるかもしれません。

アディナ・バーニス

モバイル デバイスはエネルギー貯蔵に依存しており、より小型でより強力なバッテリーが常に求められています。長年にわたり、製造コストを削減しながらバッテリーの電気化学的性能を向上させるために、新しい電極材料、電解質、セル トポロジー、および製造方法の研究に多くの作業が行われてきました。同時に、3D プリントは私たちの社会を変えつつあり、その技術は急速に進歩しています。3D プリントは、バッテリーとスーパー キャパシタをほぼあらゆる形状にプリントできる、次世代の未来的な 3D プリント エネルギー システムの基盤になりつつあります。メーカーは、市販のバッテリーのサイズと形状に合わせて製品を設計する必要がありました。これらのバッテリーは現在、現代の電子機器の大部分を占めています。そのほとんどは円筒形または長方形で、コイン型およびバッグ型のセル用に設計されています。その結果、メーカーが製品を設計する際、バッテリーは特定のサイズと形状にする必要があるため、スペースが無駄になり、設計の選択肢が制限されます。これは、将来のフレキシブル エレクトロニクスの世代にとってますます設計上の課題となっています。リソグラフィーベースの 3D 印刷、テンプレート支援電気めっきベースの 3D 印刷、インクジェット印刷、直接インク書き込み、熱溶解積層法、エアロゾル ジェット印刷などは、さまざまな印刷技術を使用した 3D 印刷バッテリーの例です。著者らは、各 3D 印刷技術の動作原理、印刷プロセス、利点、欠点、および印刷バッテリーの電極と電解質の印刷材料についても説明します。3D 印刷は、複雑な 3D 構造を生成するために、相変化材料と反応性材料、および溶剤ベースのインクのデジタル制御された堆積を使用する高度な製造技術です。この種の製造は通常、3D 仮想モデルの作成から始まり、次に特定のソフトウェアを使用して多数の 2D 水平断面に切断されます。以前のレベルの上に新しい 2D レイヤーを連続的に印刷することで、まとまりのある 3D オブジェクトを作成できます。