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网站首页3d打印固态电池概念(3d打印概念股)
澎湃新闻记者 王蕙蓉
3D打印技术是否可以打印电动汽车电池？新技术的运用会为新能源时代带来哪些转变或颠覆？
目前，世界上不少公司正尝试开发3D打印电池，并期望将其推向市场。
尽管3D打印能源设备这一市场仍处于发展早期阶段，目前已有一些公司正试图将相关技术商业化。例如，瑞士投资公司黑石资源(Blackstone Resources)目标在2025年之前将一种新的3D打印钠离子电池推向市场。固态电池技术开发商Sakuu Corporation (前身为KeraCel Inc.)也打算在2023年推出高性能3D打印电池。此前，该公司透露其第一代非打印锂金属电池达到了800Wh/L的能量密度（即每升锂离子电池电解液中存有800瓦时能量），这将有助于该公司未来实现全3D打印高性能固态电池。
Sakuu固态电池，图片来自Sakuu Corporation
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。
根据研究机构Strategic Market Research，预计在2020年至2030年内，3D打印电池市场将以19.53%的复合年均增长率速度扩张。能源存储需求的持续增长、可穿戴设备和物联网(IoT)传感器等发展正在推动3D打印电池市场的增长。具体来说，对节能电池需求的不断增长是推动该市场增长的主要因素。国际可再生能源机构(IRENA)表示，世界需要大约150千兆瓦的电池存储量，才能满足到2030年实现将近45%可再生能源发电量的理想目标。
在3D打印电池市场的终端用户方面，“能源存储设备”部分占据了较大市场份额。能量存储设备可以广泛应用于不同领域，如笔记本电脑、手机和电动汽车。2021年全球电动汽车销量约为675万辆，2022年销量约为950万辆，与2020年相比增长了108%。
随着电动汽车行业的快速发展，锂离子电池依旧是该行业中不可或缺的部分。美国在2022年第一季度进口了超过14万吨锂离子电池，比上个季度增长了153.9%。在该季度中，美国进口的锂离子电池77.5%均来自于中国。因此，美国企业也开始探索3D打印电池技术，进一步减少对进口材料的依赖。
图片来自6K公司
今年5月，美国3D打印材料开发商6K在D轮融资中成功融资1.02亿美元，以扩大3D打印金属粉末和锂电池阴极材料的生产能力，从而应对锂离子电池市场需求的快速增长。
6K公司首席执行官Aaron Bent表示，“由于电动汽车的增长，以及电信备份、数据中心和发电厂等关键基础设施的需求，锂离子电池市场将在未来10年增长10倍。”
UniMelt等离子技术系统内部图片，图片来自6K公司
美国6K公司的产品主要围绕其特有的UniMelt等离子技术。在材料的生产过程中，该工艺能够将回收的原料转制成3D打印金属粉末，有效地替代了气雾化或等离子体雾化的传统工艺。该公司表示其工艺可以提高可持续性及生产效率，并降低成本。
在6K能源部门于2021年4月成立卓越中心后，前述技术被用于开发锂离子电池材料。借助其等离子技术，该公司表示可以直接控制金属粉末的物理和化学颗粒性质，帮助设计出更经济的电动汽车电池组。
为此，6K曾筹集5100万美元用于研发电池材料，并收购特种冶金产品公司，以及与锂矿巨头美国雅宝公司(Albemarle)合作开发电池。今年8月，6K将耗资3000万美金建立电池卓越中心，推进第一个产能规划为10至20千兆瓦时的电池阴极工厂，并于2024年初投产。
“这项创新技术将有助于实现能源转型和电池价值链的优化。”科赫投资集团旗下子公司科赫战略平台(KSP)总经理Jeremy Bezdek认为，6K公司创造了一种变革性的电池材料生产和回收生态系统，提供了一种能够使用各类化学物质进行全面生产的通用技术。
但总的来说，3D打印能源设备的市场发展还处于早期阶段。
在国内方面，长春交大高能科技有限公司也是全球首批进行3D打印电池技术的产业化企业之一。据悉，该公司拥有自主研发的3D打印电池技术和基于3D打印技术的数字智造解决方案，以通过3D打印来革新电池正负极制造环节。2021年12月，交大高能获得“一种用于复合材料的锂离子电池正极3D打印设备”的专利授权。
责任编辑：李跃群
校对：丁晓
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：
- 不够灵活，无法支持必须与产品设计相匹配的组件设计
- 它仍然太昂贵（目标：<80US $ / kWh）
- 不适用于未来的设计，例如全固态电池
- 提供的能量密度仍然太低（目标：600英里且> 300Wh / kg）
- 原材料仍然不安全
- 二氧化碳足迹太高
△3D打印的“多孔”电极可提高能量密度。可以将电极中的材料打印成三维晶格结果。晶格意味着电极具有更大的暴露表面积，增大化学反应面积，电池效率更高。另外，3D打印电池模块不需要多余的物质即可以实现一体化。想象一下，特斯拉85kWh电池组由7104个电池组成，将7104块电池粘合在一起的胶水和电线的重量相当大了。但是如果这些变成是增材制造过程的一部分，而不是多余的材料，能量密度将大大提高。
与使用液体电解质的传统电池设计相比，Blackstone Technology的3D打印工艺具有明显的优势。显著降低成本，提高电池尺寸的生产灵活性，可以不依赖电极化学性质而实现这些优点。
△3D打印固态电池生产工作流程
Blackstone的3D打印固态电池技术，解决了这些弱点：
- 3D打印锂离子电池生产已经成熟，且有专利，在生产过程中可提供最大的灵活性；
- 可节省30％的CAPEX和10％的OPEX，而采用固态技术时，可节省70％的CAPEX和30％的OPEX；
- 世界上第一个3D打印生产工艺，可以批量生产固态电池；
- 可将能量密度提高20％，使用固态技术时可提高100％；
- 利用自身资源来缩短供应链，并确保长期获取电池材料；
- 通过将干燥过程减少50％，可将能源消耗降低25％，这是电池组电池最重要的制造成本——占总能源成本的45％至57％。
△世界上第一个使用印刷电极的功能性电池已通过测试
黑石技术有限公司CEO霍尔格·格里茨卡（Holger Gritzka）表示：“我们迄今为止在3D打印电池技术方面的发展，为固态电池的大规模生产铺平了道路。除了汽车工业等主要市场之外，船舶应用和新型5G无线网络也将会受益于3D打印固态电池的优势。”
△特斯拉的股价已经涨得高到了火星，市值达8000亿美元，是宝马+奔驰+大众等一批传统汽车厂商市值的总和还高
埃隆·马斯克（Elon Musk）承认获得下一代电池技术以及生产这些电池所需的原材料的重要性。即使采用减少电池材料量的新技术，电动汽车的需求也可能很快超过这些车辆所需的电池材料量。
△特斯拉电动汽车电池组拆解
马斯克预计，下一代电池将使用更少的电池金属（例如钴），而使用更多的镍和锂。实际上，随着特斯拉与大型汽车制造商的入局，所有这些金属的需求可能会大幅增加，大型汽车制造商也开始推出电动汽车，并计划把全部汽车都电动化。
3D打印固态电池正要量产
Blackstone Resources开发并测试了3D打印电池，获得欧洲“地平线2020”计划资助，在电池密度，充电周期和成本方面均取得了显著成绩。这家瑞士公司还开发了一种工作流程，可使用专有的电池打印技术在2021年以各种形状或形式来批量生产这些电池，充电速度最大可以提高大约六倍。
△3D打印电池工厂
2020年11月，黑石在德国德贝恩镇萨克森州的Am Fuchsloch工业园区开设了第一家3D打印电池生产工厂，配套德国的汽车制造业，将大量生产用于工业应用以及电动汽车的下一代电池。首期工厂的生产能力将达到每年0.5 GWh。
相关知情人告诉南极熊3D打印网，首批固态电池原型已经过测试，3D打印大量生产所需的许多电池复合材料、外壳和固态电解质。在开发和测试了这项技术之后，Blackstone准备计划生产3D打印的固态电池。这会改变固态电池的发展。自动化3D打印生产工艺，比传统的电池生产工艺减少了70%的固定投资。固态电池也更安全，不使用对环境更有害的易燃液体电解质。
除黑石集团外，现在还有众多公司争相角逐下一代电池技术。在下一代技术（包括固态电池和新的先进制造技术）方面，这些公司可能会击败特斯拉。
利用3D打印工艺技术，美国Keracel能够将陶瓷电解质厚度降低到100um，长期目标是达到15um。这些技术进步将使Keracel陶瓷电池能够提供1200Wh/L的能量密度，这大约是标准锂离子电池的两倍，并且能够满足工业和汽车企业应用中高倍率需要。
当然，对于特斯拉来说，因为股价高，资本充足，可以通过有针对性的收购迅速加快步伐。
3月17日苏大维格（300331）涨7.32%，收盘报25.79元，换手率7.22%，成交量14.5万手，成交额3.65亿元。该股为VR&AR、全息概念、光刻机（胶）、华为产业链、笔记本电脑、折叠屏、OLED、小米概念股、智能制造、手机产业链、传感器、3D打印概念热股。3月17日的资金流向数据方面，主力资金净流入2582.78万元，占总成交额7.07%，游资资金净流出989.1万元，占总成交额2.71%，散户资金净流出1593.69万元，占总成交额4.36%。融资融券方面近5日融资净流入861.4万，融资余额增加；融券净流出1.49万，融券余额减少。
重仓苏大维格的公募基金请见下表：
该股最近90天内共有1家机构给出评级，增持评级1家。
根据2022年报公募基金重仓股数据，重仓该股的公募基金共4家，其中持有数量最多的公募基金为国泰君安君得诚混合。国泰君安君得诚混合目前规模为2.21亿元，最新净值0.8671（3月16日），较上一交易日下跌1.51%，近一年下跌15.82%。该公募基金现任基金经理为王海军。王海军在任的基金产品包括:国泰君安君得盛债券A，管理时间为2023年2月13日至今，期间收益率为-0.94%；
国泰君安君得诚混合的前十大重仓股如下：
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数据是个宝
数据宝
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目前国内3D打印已初步形成创新链与产业链，机构预计全球金属3D打印市场规模将在2024年达到110亿美元。
3D打印材料新方法被解锁
据科技日报，麻省理工学院研究人员开发了一种用于3D打印材料的方法，该材料具有可调节的机械性能，可感知自身如何移动以及如何与环境相互作用。这项成果发表在《科学进展》上，有朝一日可用于制造具有嵌入式传感器的柔性机器人，使机器人能够了解自己的姿势和动作。
研究人员使用数字光处理3D打印将通道整合到结构中，通过这个过程创建了几个晶格结构，并展示了当结构被挤压和弯曲时，充气通道如何产生清晰的反馈。在这些结果的基础上，他们还将传感器整合到为机动柔性机器人开发的一种新型材料手动剪切拉胀剂（HAS）中。HSA可同时扭曲和拉伸，能够用作柔性机器人执行器。
研究人员称，用连续的类皮肤传感器来感知柔性机器人，一直是该领域的巨大挑战。这种新方法为柔性机器人提供了准确的本体感受能力，并为其通过触摸探索世界打开了大门。
3D打印应用范围广阔
未来大有可为
3D打印技术类似燕子衔泥造窝，材料一点一点累加，造出三维物体，又称增材制造。3D打印在新产品开发、首件制造等方面，能大幅简化流程、缩短周期、降低成本。
中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒日前表示，在材料、主流工艺与装备、关键零部件、控制软件及各领域工程应用等方面，3D打印已初步形成创新链与产业链；3D打印应用范围极广，未来将大有可为。
首创证券研报指出，目前3D打印技术在下游应用还处于初级阶段，未来随着该技术在制造领域的渗透以及相关产品在实际应用中的验证，金属增材制造市场规模将快速增长。
据SmarTechAnalysis报道，2019年包括3D打印设备、材料和服务在内全球金属3D打印市场规模达到了33亿美元，预计在2024年达到110亿美元，2019-2024年年复合增长率达27.23%。
多家公司3D打印产品已批量生产
证券时报·数据宝统计，截至8月11日收盘，8月以来超六成3D打印概念股跑赢同期上证指数。光库科技、沃特股份、悦安新材、苏大维格、博实股份等涨幅超过20%。上述逆市上涨的股票中，滚动市盈率低于百倍，且8月以来日均成交额环比增长10%以上的股票合计18只。
从机构关注度来看，大族激光、美亚光电、华工科技、光库科技、博迁新材等获5家以上的研报覆盖。其中大族激光最受机构青睐，有13家研报提及该股，机构一致预测其今年净利润增速为19.23%。
通常而言，成交放量意味着有大量新资金入场，短期内反弹概率或更高。上述18只成交放量的概念股中，最新收盘价与年内高点相比，博迁新材、大族激光、申昊科技、悦安新材、美亚光电等回撤幅度超过20%。
博迁新材回撤幅度33.54%排在首位，公司曾在2021年提出，正在研发3D打印金属材料、磁性合金材料、镍基高温合金材料等新型金属粉体材料，并研发锂电池负极材料并推进产业化。
安泰科技参股西安增材制造国家研究院有限公司，并为金属3D打印提供配套粉末。公司高端医疗装备用难熔金属3D打印等系列产品和技术取得突破并实现批量生产。
光韵达目前专注于3D打印在航空领域的应用。通过与客户在3D打印工艺上的持续开发和评测，公司3D打印航空零部件已通过客户的审核认证。2021年公司3D打印业务获得客户批量订单，3D打印航空零部件有望成为公司未来重要的业绩增长点之一。
中洲特材主要产品包括铸造高温耐蚀合金、变形高温耐蚀合金、特种合金焊材、表面堆焊服务四大类。公司2021年在真空气雾化生产3D打印粉末取得突破，高合金3D打印粉末已批量生产并出口海外工业零件及医用材料的3D打印市场。
大族激光聚焦于激光及自动化技术，具备从基础器件、整机设备到工艺解决方案的垂直一体化能力，是全球领先的工业激光加工及自动化整体解决方案服务商。研发生产的医疗领域的3D打印设备主要应用于齿科材料的加工，已实现批量销售。
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责任编辑：何予
数据宝（shujubao2015）：证券时报智能原创新媒体。
