科创中国
锂离子电池3D打印设备
成果类型：: 实用新型专利
发布时间: 2023-06-02 17:58:04
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 吴培新 | 2023-06-02 17:58:04
本实用新型属于锂离子电池3D打印技术领域，特别是涉及一种锂离子电池3D打印设备，该锂离子电池3D打印设备包括机架、移动驱动机构和多喷头模块，机架设置用于承载隔膜或者电极的打印平台，多喷头模块包括安装座和至少三个喷头组件，各喷头组件均安装于安装座上，且各喷头组件的喷出口均朝向打印平台设置，并用于喷出隔膜或者不同电极所需的活性材料；移动驱动机构安装于机架上，移动驱动机构的驱动端与安装座连接，并用于驱动安装座移动，从而带动喷头组件的移动，以用于将活性材料涂覆于隔膜或者电极上。锂离子电池3D打印设备通过转换喷头组件，即可实现了电池正极、负极和隔膜的一体化打印。
本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池3D打印设备，旨在解决现有技术中的锂离子电池3D打印设备无法实现锂离子电池的一体化打印的技术问题。
在传统的锂离子电池制造过程中，阴极和阳极都是制作成平面电极，然后将阴极，阳极和隔板层叠或包裹在电池中。电极主要是通过辊涂工艺将活性材料涂覆到铜或铝箔上制作而成，通常电极的有效厚度小于100微米；电池活性物质占比很低，能量密度低下；但是电池在同时增强能量密度和功率密度方面存在矛盾；特别是在3D结构的锂离子电池中，阴极和阳极通常是相互交叉的，电极离子在传递时与传统锂离子电池相比具有更小的传递距离和更小的阻力，并且在3D结构中，阴极和阳极之间的距离随着电极厚度的增加而保持恒定，这能有效地提高能量密度和功率密度。但是，目前绝大多数的3D打印锂离子电池都是打印单个电极，然后再进行组装，没有实现锂离子电池的一体化打印。因此需要一种能实现同时打印锂离子电池正极，负极和隔膜的锂离子电池3D打印设备，满足电池一体化打印需要。
主要发明人简介：刘长勇 副教授性别： 男邮箱： liuchangyong@***办公室： 深圳大学科技楼1009人才称号： 深圳市后备级领军人才最终学位： 工学博士办公电话： 0755-26905532导师资格： 硕士研究生导师研究领域：增材制造技术及其应用主讲本科课程：机械工程师启蒙、理论力学、机械原理主讲研究生课程：研究生专业英语教育背景：2006.09—2012.01 清华大学机械工程系直博 工学博士2002.09—2006.07 北京科技大学材料成型及控制工程专业 工学学士工作履历：2021.01—至今 深圳大学机电与控制工程学院 副教授2016.03—2020.12 深圳大学机电与控制工程学院 助理教授、特聘副研究员2014.08—2016.02 深圳光韵达光电科技股份有限公司 3D打印事业部2012.04—2014.07 清华大学深圳研究生院先进制造学部 博士后
本实用新型提供的锂离子电池3D打印设备中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：在使用时，将待打印的隔膜和电极放置在打印平台上，然后移动驱动机构将多喷头模块移动到电池处，然后在针对隔膜和不同类型的电极，启动其所对应的喷头组件，将对应的活性材料喷涂在隔膜和不同类型的电极上，当需要更换到下一类型的隔膜和其他电极的打印时，只需转换对应的喷头组件，启动与之对应的喷头组件喷涂即可，如此便实现了电池正极、负极和隔膜的一体化打印。
该成果一次性转让，转让价格3万元起。
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