BYD 3D 기술로 새로운 자동차 배터리를 만들다

近日，比亚迪新成立一家全资控股的新电池制造公司——贵安新区弗迪电池有限公司，其注册资本5000万人民币，经营范围含储能技术服务、智能输配电及控制设备销售、智能家庭消费设备制造、电子专用材料销售、增材制造装备制造等。

 

3D打印技术参考查询比亚迪年报显示，比亚迪为全球领先的二次充电电池制造商之一。在消费类电池领域，该集团生产的锂离子电池广泛应用于各种消费类电子产品及新型智能产品领域，主要客户包括三星、Dell等消费类电子产品领导厂商，以及科沃斯等全球领先的机器人专业智造品牌厂商。动力电池领域，该集团开发了高度安全的磷酸铁锂电池—“刀片电池”，更好解决市场安全痛点，加速磷酸铁锂电池重回动力电池主流赛道。 

在动力电池领域，集团开发了高度安全的磷酸铁锂电池和高能量密度的三元电池，应用于电动商用车和电动乘用车领域，解决了电动汽车电池在安全性、循环寿命和续航里程等方面的全球性难题。目前，集团已在动力电池领域建立起全球领先的技术优势和成本优势，并通过动力电池产能的快速扩张建立起领先的规模优势.

 

3D打印电池能量密度加倍的原因

3D打印技术可用于生产液体电解质电池和锂离子固态电池，具备将电池能量密度加倍并将锂离子电池制造成本降低一半的潜力。

3D打印技术对电池电极的结构产生了很大的影响，这就是能量密度增加的原因，3D打印技术参考曾经刊文报道过其原理过程

3D 인쇄기술로 만드는 배터리

长期以来，“多孔”电极可以增加能量密度，而3D打印可以将电极中的材料构建成三维晶格，这意味着电极有更多的暴露表面积以进行化学反应，从而获得更高的电池效率。另一件可以使3D打印电池能量密度更高的事情是，电池模块不需要额外的物质来粘合它们并将它们连接在一起。可以想象，将特斯拉7104块电池连接在一起的胶水和电线可以增加相当大的重量，但3D打印一体化制造的优势可大大降低电池重量。同时，由于3D打印过程的动态特性，它可以根据客户的要求定制单元的大小和形状。

3D打印技术制造电池的发展情况

近年来，3D打印技术已被用于电池生产，以黑石和Sakuu为代表的的新技术企业已经取得了非凡的成绩。

2022年3月，电池3D打印专家Sakuu Corporation宣布，其在锂电池开发方面达到了新里程碑，实现了800Wh/L的基准能量密度，远高于目前市场常见锂电池500-700Wh/L，这为实现2023年超过1200Wh/L的全3D打印固态电池目标迈出了重要一步。

采用全新3D打印方法制造的安全、可持续和高性能固态电池可以解决关键的供应链和安全问题，同时可以解决当前锂离子电池制造过程中的诸多限制。Sakuu于2021年推出了一款专为大规模生产电动汽车电池而优化的工业级3D打印平台，通过结合粉末床和材料喷射沉积技术，该机器能够在同一零件层内实现陶瓷、金属和载体的多材料一体成型。该技术可以制造出比现有电池具有改进接口和更高强度陶瓷层的能量存储设备，同时集成更容易大规模生产的单片分层电池.

Sakuu 배터리 3D인쇄 원리

Sakuu 배터리 3D 인쇄과정

 

Sakuu第二代全3D打印固态电池有望在2023年开始出货，该公司预计其能量密度将再次“大幅飞跃”成为世界第一。Sakuu采用3D打印方式生产的电池，与传统锂离子电池相比，体积减半，重量也减少到了三分之一，而电池的能量密度是现有锂离子电池的两倍。为进一步证明其增材制造技术的可行性，该公司已经建立了一个试点电池3D打印的试验产线。据报道，该产线每年能够生产高达2.5MWh的固态电池，后续通过扩展，每年将能够产生高达1GWh的容量。去年10月，Sakuu完成了一轮6200万美元的融资，将被用于推出其第一代固态电池，并研制第二代电池3D打印机。

 

 

2021年12月，黑石宣布开始使用3D打印技术批量生产锂离子电池。该公司目前正在开发的最有前途的技术就是其专有的3D打印技术，这是一项独特的专利技术，可用于生产液体电解质电池和锂离子固态电池，具备将电池能量密度加倍并将锂离子电池制造成本降低一半的潜力。黑石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，如今推出了其首个大规模生产设施。

 

BLACKSTONE 3D PRINTER FACTORY

 

黑石表示，如今的电解液电池生产线往往非常专业，一次只能生产一种电池。能源密集型过程通常非常昂贵，并且使用危险的溶剂作为电极的原材料。另一方面，Blackstone的“厚层技术”旨在作为一种更灵活且更具成本效益的替代方案，在使用环保材料的同时涵盖更广泛的电池格式。

 

BLACKSTONE 리튬이온배터리

 

由于3D打印过程的动态特性，Blackstone表示它可以根据客户的要求定制单元的大小和形状。与传统制造的同类产品相比，3D打印工艺使黑石公司的电池能量密度提高了约20%，高达220Wh/kg，空间节省了15%，降低了20欧元/千瓦时的材料成本以及23%的生产能耗。同时，3D打印可将固态电池的能量密度再增加70%，同时显著提高充电循环次数。黑石科技已将其初始目标年产能设定为500兆瓦时，预计将在今年年底前达到。尽管尚未确定时间表，但增长计划的第二阶段目标是每年5GWh，第三阶段最终目标是超过10GWh。

 

除黑石和Sakuu之外，2021年4月，3D打印金属粉末制造公司6K宣布投资2500万美元开发电池材料。

中国方面，3D打印技术参考查询发现，由长春3D打印创新中心孵化的长春交大高能科技有限公司(홈페이지 안보임)于2021年5月获得百万级人民币的种子轮融资，该公司拥有自主研发的Top-e电极创新设计系统、3D打印电池技术和基于3D打印技术的数字智造解决方案，通过3D打印这一个步骤来革新现在繁长的电池正负极制造环节。

 

장춘 交大高能科技有限公司배터리 제조공장

 

交大高能披露的资料指出，其3D打印电极技术对动力电池的安全性能有显著提高，具有将能量密度提高80%、制造成本降低50%的潜力，有非常巨大的技术优势和商业价值。

 

在二次充电电池方面，比亚迪深耕多年，技术规模国内领先，2021年年内产品研发及产能拓展顺利，电池技术加速升级，持续推动业务稳步增长。2022年4月，比亚迪发布公告，根据战略发展需要，公司自2022年3月起停止燃油汽车的整车生产。储能设备的3D打印在很大程度上具有巨大的应用市场，近日比亚迪新成立的公司首次包含增材制造，预示着比亚迪可能将在电池生产中探索使用3D打印技术。

 

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