KeraCel加速3D打印锂电池商业化

3D打印技术已经变得越来越常见、越来越成熟，但将其应用在锂电池制造领域还存在较大的技术难度。

外媒报道称，美国硅谷的创业公司KeraCel近期获得了美国专利及商标局（USPO）授予的一项关键专利，该专利可保护扩展固态电池容量所需的电池结构IP，同时提高电池能量密度。

“在过去的三年中，KeraCel的工程和法律团队已经构建了一系列基本专利来保护公司专有知识产权。”KeraCel的首席执行官RobertBagheri说。“这项专利授权是我们公司和我们的创新团队成员不懈努力开发这一关键IP的一项重大成就。”

KeraCel成立于2016年，正在开发并推出使用专有3D打印方法制造的固态电池。KeraCel电池中使用的固体材料是陶瓷。

在KeraCel的方法中，陶瓷材料层非常薄，减少了非活性材料的开销量，并增加了潜在的能量密度。

KeraCel正在使用专有的增材制造3D打印技术开发其陶瓷固态电池，从而为堆叠式电池单元提供独特的集成结构。这种独特的结构可以大大提高电池的能量密度，并生产出更安全，更便宜和更耐用的固态电池。

固态电池的关键挑战是在不牺牲性能的情况下扩展其容量的能力。KeraCel最重要的创新之一是其独特的专有电池结构，该结构可增加电池容量，而不会影响性能参数，尤其是能量密度。

KeraCel承诺推出突破性的固态电池设计和制造方法，其使用陶瓷电解质，锂金属负极和3D打印技术生产的固态电池比现有的锂电池能量密度增加2-3倍，或者相同的能量水平下成本降低一半。

据了解，Keracel第一代电池的目标能量密度为1200Wh/L，约为现有锂离子电池的两倍。最近印刷薄层的成就将实现1000Wh/L的能量密度。Keracel期望通过改进制造工艺技术进一步改善层陶瓷厚度。

去年8月，KeraCel与日本汽车零部件制造商MusashiSeimitsuIndustry（武藏集团）建立了战略合作伙伴关系，以推动其3D打印电池技术的开发和商业化。

作为此次合作的一部分，武藏集团对KeraCel进行了投资，使武藏集团能够拥有KeraCel创新3D打印技术生产和供应固态电池的优先权，为其电动摩托车市场提供电力系统解决方案，并探索其他潜在的市场机遇。

当前，众多电池企业正在研发新的电池制造工艺以提升能量密度和降低成本，而3D打印技术可以制造任何形状或尺寸的电池，从而给电池企业提供了新的解决方案。

除了KeraCel之外，当前还有多家机构也在尝试多种不同的固态电池生产方法。

2018年，卡内基梅隆大学（CMU）和密苏里科技大学的科学家们应用3D打印技术生产高容量锂离子电池。

德克萨斯州立大学和北卡罗来纳州杜克大学的研究人员使用桌面3D打印机和PLA线材，还发现了一种将锂离子电池制作成可穿戴设备和纽扣电池的经济有效的方法。

2019年，劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员3D打印出一种全液体装置，用于化学合成电池和药物配方。