3-D打印機(jī)首次制造可穿戴式電池

想象一下，打印一個(gè)腕帶，用當(dāng)?shù)匚褰鸬甑牧畠r(jià)耗材為智能手機(jī)或電動(dòng)車充電。

這就是倫敦布魯內(nèi)爾大學(xué)材料研究的方向，科學(xué)家們已成為第一個(gè)簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的3D打印靈活，可穿戴的“電池”。

該技術(shù)為手機(jī)，電動(dòng)汽車，心臟起搏器等醫(yī)療植入物的超高效，可穿戴電源的新穎設(shè)計(jì)開辟了道路。

打印機(jī)噴出一堆硅膠，膠水和凝膠電解質(zhì)膏，如層蛋糕，使看起來像一個(gè)清晰的節(jié)日腕帶。夾在里面的是一個(gè)超級(jí)電容器，它像電池一樣儲(chǔ)存能量，但表面沒有化學(xué)反應(yīng)。

布魯內(nèi)爾清潔電子研究集團(tuán)的米拉德·阿雷爾說：“這是第一次使用3D打印生產(chǎn)包括其所有部件的柔性超級(jí)電容器。” “制作它們最流行的方法是絲網(wǎng)印刷，但不能在硅膠上印刷超級(jí)電容器的框架。”

許多國(guó)家的研究人員已經(jīng)找到了制造靈活超級(jí)電容器的新方法。但他們的技術(shù)，包括三維激光選擇性熔化機(jī)，價(jià)格昂貴，并使用不同的機(jī)器來打印不同的部件。

“我們的技術(shù)將所有技術(shù)整合到一臺(tái)機(jī)器中，”米拉德說。“這絕對(duì)可以節(jié)省昂貴材料的時(shí)間和成本。”

這項(xiàng)工作發(fā)表在“材料科學(xué)與工程”雜志上，展示了可以使用家用商店的廉價(jià)產(chǎn)品而不是復(fù)雜昂貴的金屬或半導(dǎo)體制造功率腕帶。更重要的是，他們能夠在不失去力量的情況下經(jīng)受壓力測(cè)試。

“這已經(jīng)開發(fā)出一種新型的三維印刷方法，用于制造柔性超級(jí)電容器，通過一種連續(xù)工藝，使用與電極，集電器和電解質(zhì)材料兼容的低成本柔性硅樹脂，”該研究稱。

通過USB連接到帶有塞子馬達(dá)的注射器驅(qū)動(dòng)器的簡(jiǎn)單開源打印機(jī)可以打印膏層，基于超級(jí)電容器的尺寸僅有三個(gè)或四個(gè)注射器。腕帶采用蜂窩狀印花，這意味著需要較少的材料印刷，因此制作速度更快。但設(shè)計(jì)師也可以嘗試不同的復(fù)雜形狀。

該研究表明，該過程易于復(fù)制，并顯示使用糊狀擠出的3D打印可用于開發(fā)具有不同混合物的更復(fù)雜的電子設(shè)備。

“未來它可以用于手機(jī)，”米拉德說。“例如，如果手機(jī)電池耗盡，你可以將手機(jī)插入超級(jí)電容腕帶，它可以充當(dāng)助推器包，提供足夠的電量來進(jìn)入下一個(gè)充電點(diǎn)。”