על ההישגים של הפיתוח המשותף של שתי טכנולוגיות של סוללת מצב מוצק הדפסה 3D
הדפסה בתלת-ממד, הידועה גם בשם ייצור תוספים, היא טכנולוגיית אב-טיפוס מהירה ומבטיחה בשנים האחרונות. יחד עם זאת, היא גם טכנולוגיה המשמשת לעתים קרובות בייצור עובש, עיצוב תעשייתי ותחומים אחרים. סוללה, כמובילת אנרגיה נפוצה, נחשבת לאחת ההמצאות שמשנות את חייהם של אנשים. כיום, חתירה לפריצת דרך בטכנולוגיית הסוללות היא עדיין כיוון חשוב למימוש התפתחות המדע והטכנולוגיה. אז איזה סוג של ניצוץ יופעל כאשר הדפסה בתלת-ממד "נוגעת" בסוללה?
לאחרונה, חוקרים יפנים פיתחו טכנולוגיה לייצור כל סוללות מצב מוצק עם מדפסות תלת-ממד. הוא דיווח כי הסוללה יכולה להיות מיוצרת רק כמה שעות באמצעות טכנולוגיה זו, ואין תהליך בטמפרטורה גבוהה בתהליך. הסוללה המיוצרת יכולה גם לעבור מבחני ביצועים שונים כדי לעמוד בדרישות מעשיות מסוימות.
המשמעות החשובה יותר של טכנולוגיה זו היא שהיא עשויה לסייע לסוללה להשיג פריצת דרך טכנולוגית. כפי שכולנו יודעים, המרכיבים העיקריים של הסוללה הם אלקטרודה ואלקטרוליט, ואת אלקטרוליט הוא בדרך כלל נוזלי, ולכן הוא מלווה סכנות נסתרות כגון דליפת נוזלים, אש עבודה וכן הלאה. על מנת לפתור בעיות אלה, סוללה חדשה סולקה - כל סוללת מצב מוצק. כפי שהשם מרמז, המאפיין של כל סוללת מצב מוצק הוא כי אלקטרוליט של הסוללה הוא גם מוצק, ולכן הוא בטוח יותר. יחד עם זאת, זה יכול גם להגדיל את אחסון הכוח בעזרת לערום.
עם זאת, ישנן בעיות רבות. מכיוון שהאלקטרוליטים של כל סוללת המצב המוצק מוצקים, על מנת להשיג את הקשר בין אלקטרודה לאלקטרוליטים, יש צורך ללחוץ בחום על החומרים האלקטרודה והאלקטרוליטים. באופן כללי, תהליך זה זקוק לעזרה של טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה. לכן, תהליך החימום צריך לעלות גבוה מאוד, ואת התשואה תהיה מופחתת עם הסיכון של פיצוח תרמי, באותו זמן, את ההשפעה של המוצר עצמו על שינוי הטמפרטורה יהיה ברור במיוחד.
בעיות אלה גם גורמות לסוללת המצב המוצק ליפול לסתירת פיתוח. מצד אחד, בשל המאפיינים האידיאליים שלה, כל סוללת מצב מוצק נחשבת להזדמנות חשובה לטכנולוגיות הקשורות לאחסון חשמל בעתיד. שורה של טכנולוגיות מתפתחות, כולל חיי רכב חשמלי טהור, עשויות להשיג כמה פריצות דרך בגלל זה; מצד שני, העלות הגבוהה וקושי העיבוד מגבילים את התפתחותה במוצרים אזרחיים, מה שמגביל גם את הפיתוח של טכנולוגיה זו.
סוללת ההדפסה התלת-ממדית, במידה מסוימת, מממשת את אפשרות הייצור של כל סוללת מצב מוצק בסביבת טמפרטורה רגילה. במילים אחרות, הוא עונה על שתי המטרות של הפחתת עלות הייצור וקושי הייצור בו זמנית.
כמובן, מן ההישגים הנוכחיים, יש עדיין כמה בעיות בטכנולוגיה של מימוש ייצור הסוללה על ידי הסתמכות על הדפסה 3D, כגון צפיפות האנרגיה של האלקטרודה החיובית, תשלום וחיי פריקה, אבל זה מספק אפשרות מסוימת לפיתוח הסוללה. בכל הנוגע להדפסת סוללת מצב מוצק של הדפסה בתלת-ממד, ניתן לראות בה הישג בשלבים של פיתוח טכנולוגיית הדפסה בתלת-ממד, במיוחד חומרים מתכלים, וטכנולוגיית סוללות.
