南极熊导读：3D打印固态电池在2021年即将在德国量产！能量密度提高1倍，充电速度提高6倍！优先配套德国庞大的汽车制造业。宝马/奔驰/大众/奥迪/保时捷等厂商，在电动汽车时代有翻身的机会吗？
2021年1月，南极熊3D打印网获悉，瑞士公司Blackstone Resources的专有3D打印锂离子固态电池技术，取得了一系列重要的突破。它一直通过德国子公司Blackstone Technology GmbH投资于下一代电池技术。包括获得专利的3D打印技术和对电池批量生产的研究。

与目前的锂离子电池技术相比，该技术具有将能量密度提高一倍，制造成本降低一半的潜力。
3D打印固态电池的比较优势
当前最先进的电池生产面临的一些弱点：

英国3D打印机制造商Photocentric也加入了前述行列。该公司成立了一个专门的电池研发部门，以设计含有3D打印电池电极的节能存储设备，并计划利用其技术，为特斯拉日后的Giga工厂生产经济型燃料电池。

图片源于网络

烧结后的制件

1a) 立体光刻 (SLA)：SLA 于1984年发明，它使用紫外激光使化学单体和低聚物交联，形成构成三维立体主体的聚合物。虽然这个过程很快并且可以构建几乎任何结构，但它可能很昂贵。

去除支撑

　　只需涂上材料，用紫外线照射即可制作，不需要高温加热，可以大幅削减制造成本。柔性电解质不易开裂，即使构件膨胀和收缩也能柔软地贴合。　

液相排出过程

（华中科技大学教授，博士生导师史玉升 等著）

逐层扫描成型

与前面2家专注于3D打印电池设备不同，美国初创公司6K专注于3D打印金属粉末和锂电材料生产，并开发了“UniMelt系统”的微波等离子生产工艺，能够以快速、环保的形式生产电池材料。以下是6K公司的发展轨迹。
 

新的增材原理、新材料的研发、设备创新、标准建设、工程应用，必然引起各国“产学研投”界的高度关注。

在 1990 年代，3D 打印技术被称为快速原型制作。它们仅适用于制造美学或功能原型。从那时起，我们已经走了很长一段路。

作者介绍：

图片来自6K公司

目前国内从事生物3D打印研究的学者不是很多，也无这方面的专题著作，而这也制约了相关研究的快速发展，限制了这项技术的普及和更大规模的应用。本书在总结作者所在课题组近几年研究工作的基础上阐述了生物3D打印的相关方法及应用，围绕生物3D打印的四个层次，从医疗辅具、医疗植入物的打印，到可降解人工骨的制造，再到操纵细胞构造仿生三维组织来展开。以期为生物3D打印研究进一步深化应用、跨学科合作打下基础。

专注于电池技术的瑞士投资公司Blackstone Resources于2019年成立了自己的德国研发子公司黑石科技（Blackstone Technology）。该公司在过去两年中一直在开发和完善其锂离子电池3D打印技术，以下是黑石公司的发展轨迹。

耗材挤出成型

据资源库了解，该公司正在使用的电极材料包括钴酸锂（LCO）和钛酸锂（LTO），Photocentric的目标是开发3D打印电池，用于特斯拉的Giga工厂内。现在，这家英国公司正在加紧制定增材制造燃料电池的开发计划，寻求利用VLP技术来实现汽车电池的低成本大规模制造。

PolyJet打印过程

UniMelt系统是基于6K的微波等离子工艺，可将铣削、车削和其他回收原料转化为3D打印金属粉末。

高能数造（西安）技术有限公司是国内首家聚焦并推出3D打印电池设备的产业化公司，成立于2021年。由西安交大长春3D打印中心孵化，刚成立不久就获得数百万人民币的种子轮投资。

开始打印

3D打印，并非是新鲜的技术，这个科研起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。物联网联盟把它称作“上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。

过去其常在模具制造，工业设计等领域被用于制造模型。而现在不仅仅是用在制造模型中了。现正逐渐用于一些产品的直接制造，意味着这项技术正在普及，正在变革。通过3D打印机也可以打印出很多物品，五花八门。

SLS也可用于制造金属或陶瓷零件，但所得到的制件致密度低，且需要经过后期致密化处理才能使用。

“中国制造2025”提出通过三个十年的“三步走”战略，使中国制造综合实力进入世界强国前列。近三十年来，3D打印（增材制造）技术是欧美日等高端工业产品开发、试制、定型的重要支撑技术，也是中国制造业创新、重点行业转型升级的重大共性需求技术。

相信随着需求的不断挖掘、政策的持续引导和行业标准的逐步规范化，3D打印应用的广度和深度将进一步加速拓展。

用粘合剂喷射打印在砂岩上的全彩印刷品

激光扫描熔化

中国高度重视3D打印技术及其产业的发展，通过国家基金项目、攻关项目、研发计划项目支持3D打印技术的研发推广，经过二十多年培养了一批老中青结合、具有国际化视野的科研人才，国际合作广泛深入，国际交流硕果累累。

优点：可实现高度精准的全彩快速打印，增加原型和最终部件美学质量。

铸造成型

本质上：3D打印定制组件、批量生产标准构建块、整体设计并尽可能实现自动化。但是对于大型组件，该技术实际上都可能并不快，而所有预制件都限制了创造和定制能力。

在不久的将来，建筑行业通过3D打印技术，或许可以不用等待最少6个月以上的工期，让建筑可以像乐高积木一样轻松。

他说：“通过3D打印，我们可以生产高度完整的建筑模块、内外饰面以及连接器等组件。我们把它作为乐高积木放在现场......然后我们可以在几小时内轻松组装这些部件，而不是通常的几个月建造时间。”

整体预热

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