導(dǎo)讀:1991年至2014年期間,ShawnGayden博士曾擔(dān)任通用汽車(GM)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室小組負(fù)責(zé)人,隨著通用汽車在中國(guó)成立合資企業(yè),她接觸到亞洲制造商是如何利用多種制造方式生產(chǎn)電池單元。加入英國(guó)石油公司旗下的嘉實(shí)多公司后,她開始深入接觸到3D打印與化石燃料有關(guān)的挑戰(zhàn)。 Shawn Gayden
Gayden博士在通用汽車任職時(shí)就萌生一個(gè)想法:用基于冷等離子體的3D打印技術(shù)“改寫”下一代電池制造。它的基本原理是:利用現(xiàn)有的化學(xué)和材料,以低成本大規(guī)模生產(chǎn),同時(shí)將碳排放降到最低。Gayden曾把這個(gè)想法匯報(bào)給了當(dāng)時(shí)在通用汽車的上級(jí),雖然當(dāng)時(shí)并沒有得到明確的反饋和支撐,但Gayden沒有放棄。
在18個(gè)月后,Gayden成立了Intecells。
Gayden博士說(shuō)道:“目前制作電池的流程中,如果強(qiáng)行降低成本,就會(huì)限制電池的續(xù)航能力。身處制造業(yè)行業(yè),我很清楚地知道,提出嘗試新技術(shù)的同時(shí)還需要賦予它商業(yè)化的概念,這樣才能同時(shí)得到客戶和投資人的支持。” Plasmatreat的首席執(zhí)行官 Christian Buske先生和Shawn Gayden博士
于是Gayden博士勇敢地向商業(yè)化邁出了一大步,工作過(guò)程中她接觸到一家名叫Plasmatreat的德國(guó)公司,他們主要業(yè)務(wù)是將等離子體技術(shù)用于運(yùn)輸、電子、包裝、消費(fèi)品等領(lǐng)域的表面清潔。2018年Gayden博士與Plasmatreat公司首席執(zhí)行官Christian Buske共同創(chuàng)立了Intecells,利用Plasmatreat的專業(yè)知識(shí),開發(fā)用于電池制造的冷等離子技術(shù)。
Intecells公司使用的技術(shù)是:用機(jī)械臂沉積粉末,再通過(guò)等離子體粘在一起形成層,最后制造出具有3D拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電池,并改善電極涂層的附著力、能量密度和功率密度,通過(guò)這樣的流程降低制造成本、電力消耗和碳排放。有了這種技術(shù),Intecells有望打印出任何規(guī)模的化學(xué)電極,同時(shí)根據(jù)客戶的設(shè)計(jì),制造電池。 Gayden博士補(bǔ)充道:“對(duì)于可穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō),外形因素是關(guān)鍵。我們的技術(shù)不僅可以制造出更小、更薄的電池,還可以靈活變化形狀。目前無(wú)論是可穿戴設(shè)備還是新能源汽車電池,都是圍繞電池形狀設(shè)計(jì)的。我們想要改變和實(shí)現(xiàn)的就是:打開設(shè)計(jì)局限,設(shè)計(jì)出各種更有吸引力的形狀?!?/div>
Intecells公司希望到2024年能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)新型電池產(chǎn)品,汽車成品電池需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的性能測(cè)試,所以Intecells希望首先在消費(fèi)產(chǎn)品電池領(lǐng)域打響知名度。
“通過(guò)消費(fèi)品領(lǐng)域的成功案例,我們可以充分展示3D打印電池技術(shù)的優(yōu)勢(shì),可以讓新能源汽車行業(yè)人士看到這項(xiàng)技術(shù)正在趨于成熟,告訴潛在客戶未來(lái)這項(xiàng)技術(shù)將如何使他們受益。從工程角度講,先走后跑是有意義的?!?/div>
在Gayden博士看來(lái),Intecells的目標(biāo)是“改變電池制造的DNA”。“我們正在推動(dòng)汽車行業(yè)走向低碳、低能耗和低成本的未來(lái),為消費(fèi)者盡可能消除采購(gòu)產(chǎn)品的限制?!?/div> 作為一個(gè)初創(chuàng)企業(yè),Intecells正踏在旅程的起點(diǎn)。開創(chuàng)具有顛覆性的全新鋰電制造工藝和設(shè)備技術(shù),從而顯著提高電池性能和降低成本,使鋰電制造更環(huán)保。該領(lǐng)域順應(yīng)了時(shí)代形勢(shì)和市場(chǎng)需求,近年來(lái)持續(xù)得到國(guó)際和國(guó)內(nèi)政策支持和鼓勵(lì),包括《中國(guó)制造2025》中,關(guān)于新能源汽車、節(jié)能環(huán)保等綠色低碳產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略。
但目前電池行業(yè)面臨的最大也是最重要的挑戰(zhàn)之一是使其產(chǎn)品可回收。當(dāng)今的電池經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì),導(dǎo)致不容易被拆開,幾乎不可能再利用其中寶貴材料。
對(duì)于在從化石燃料到可再生能源的社會(huì)過(guò)渡中必須發(fā)揮核心作用的技術(shù)而言,這并不理想。因此當(dāng)前迫切的是從一開始設(shè)計(jì)電池時(shí)就必須要考慮回收問題,而這將需要電池設(shè)計(jì)者的全新思維。3D打印所具有的靈活性有可能啟動(dòng)并加速這一急需的革命。
3D打印技術(shù)在電池的形狀或外形方面開辟了設(shè)計(jì)空間,提供了更多的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,如果考慮將它們不僅用于能源存儲(chǔ),并且用于結(jié)構(gòu)元素,允許將多種材料共同打印在一起,會(huì)進(jìn)一步打開設(shè)計(jì)的空間,鋰電池的體積內(nèi)會(huì)儲(chǔ)存更多的能量。 |
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