Elfordon och de flesta elektroniska enheter, som mobiltelefoner och bärbara datorer, drivs av litiumjonbatterier. Tills nu, tillverkare har varit tvungna att designa sina enheter runt storleken och formen av kommersiellt tillgängliga batterier. Men forskare har utvecklat en ny metod för att 3D-printa litiumjonbatterier i praktiskt taget vilken form som helst. De rapporterar sina resultat i ACS Applied Energy Materials .

De flesta litiumjonbatterier på marknaden finns i cylindriska eller rektangulära former. Därför, när en tillverkare designar en produkt – till exempel en mobiltelefon – måste de ägna en viss storlek och form åt batteriet, vilket kan slösa utrymme och begränsa designmöjligheter. Teoretiskt sett, 3D-utskriftsteknik kan tillverka en hel enhet, inklusive batteriet och strukturella och elektroniska komponenter, i nästan vilken form som helst. Dock, polymererna som används för 3D-utskrift, såsom poly(mjölksyra) (PLA), är inte jonledare, skapar ett stort hinder för att skriva ut batterier. Christopher Reyes, Benjamin Wiley och kollegor ville utveckla en process för att skriva ut kompletta litiumjonbatterier med en billig 3D-skrivare.

Forskarna ökade jonledningsförmågan hos PLA genom att infundera den med en elektrolytlösning. Dessutom, de ökade batteriets elektriska ledningsförmåga genom att inkorporera grafen eller flerväggiga kolnanorör i anoden eller katoden, respektive. För att demonstrera batteriets potential, teamet 3-D tryckte ett LED-armband med ett integrerat litiumjonbatteri. Armbandsbatteriet kan driva en grön lysdiod i cirka 60 sekunder. Enligt forskarna, kapaciteten för första generationens 3D-tryckta batteri är ungefär två storleksordningar lägre än för kommersiella batterier, vilket är för lågt för praktisk användning. Dock, de säger att de har flera idéer för att öka kapaciteten, som att ersätta de PLA-baserade materialen med 3-D-utskrivbara pastor.