东北大学开发3D打印硬碳电极 降低电池成本

　　据外媒报道，一种新型、易于制造的、高性能碳微晶格电极，或将有助于降低制造成本，以实现由容易获得的钠离子驱动的电池。

（图片来源：东北大学）

　　锂离子电池具有高性能和大量储能能力，在智能手机和电动汽车等领域得到广泛应用。然而，这种电池的制造成本很高，而且锂矿储量正在迅速减少，提取锂金属也易造成环境污染。研究人员希望降低电池制造成本，并找到一种方法，以释放更易获得的钠离子的潜力。

　　日本东北大学（Tohoku University）的材料科学家Akira Kudo、加州大学洛杉矶分校（University of California Los Angeles）的博士生Yuto Katsuyama及其同事致力于寻找新方法，通过增加单个电池电芯中电池活性材料的负载量，来实现高性能、低成本电池。这将减少用于将多个电芯结合在一起的非活性物质。然而，这需要制造更厚的电极，会限制电池内离子的移动，从而限制电荷的移动。

　　为了解决这一问题，该团队开发了一种方法，以制备微架构、高性能负极。该方法利用3D立体光刻术来打印由树脂制成的微晶格结构。通过一种称为热解的过程，使这种微晶格碳化并缩小。由此产生的硬碳电极可以快速传输能产生能量的离子。此外，该团队通过细化晶格结构来提升性能。由于3D打印机的分辨率不断提高，钠离子电池的性能最终可能超过锂离子电池。

　　该团队下一步的目标是，利用相同的方法来制造正极，然后利用这些精心设计的电极，制造高性能、高性价比的钠离子电池。