3D打印電池產(chǎn)業(yè)未來(lái)將是動(dòng)力電池行業(yè)的下一個(gè)風(fēng)口，但目前也面臨著非常大的挑戰(zhàn)。誰(shuí)能真正實(shí)現(xiàn)3D打印電池批量化生產(chǎn)，完成商業(yè)化布局，誰(shuí)就能在全球電池企業(yè)市場(chǎng)頭部占有一席之地。

高能數(shù)造團(tuán)隊(duì)合影

今天有這樣一家成立于2021年的初創(chuàng)企業(yè)，由西安交大長(zhǎng)春3D打印中心孵化，剛成立不久就獲得數(shù)百萬(wàn)人民幣的種子輪投資。本期3D打印專訪，我們邀請(qǐng)到了高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司創(chuàng)始人兼CEO王世明。通過(guò)與他的對(duì)話，我們了解到目前3D打印電池的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)的市場(chǎng)前景。

高能數(shù)造創(chuàng)始人兼CEO王世明

“高能數(shù)造”即通過(guò)3D打印為主的“數(shù)”字化制“造”技術(shù)，讓電池變得更“高能”。公司專注于動(dòng)力電池?cái)?shù)字化3D打印技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，擁有自研的Top-e電極創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)、3D打印電池技術(shù)和基于3D打印技術(shù)的數(shù)字智造解決方案。

以下是這次訪談的記錄，由資源庫(kù)編輯發(fā)布。

資源庫(kù)：3D打印是如何實(shí)現(xiàn)電池制造的？又有什么優(yōu)勢(shì)？

王世明：漿料擠出層疊技術(shù)(SEL）是高能數(shù)造針對(duì)電池研制用戶的專業(yè)需求而自主開發(fā)的3D打印電池技術(shù)，通過(guò)從打印噴嘴中擠出具有剪切變稀性質(zhì)的電池漿料并進(jìn)行層層堆疊后構(gòu)筑出預(yù)先數(shù)字化設(shè)計(jì)的三維電極。

高能數(shù)造的電池專用3D打印設(shè)備 - S200BH

與傳統(tǒng)的電池涂布疊片技術(shù)相比，它有4大優(yōu)勢(shì)：

1，安全性能更高，全極耳電極結(jié)構(gòu)、晶格微孔電極結(jié)構(gòu)使電芯內(nèi)部散熱性更好，同時(shí)全固態(tài)電池?zé)o自燃風(fēng)險(xiǎn)；
2，能量密度更高，可以實(shí)現(xiàn)更高的面負(fù)載密度和更大縱橫比的3D電極，使得面能量密度和體積能量密度都更高；
3，制造成本更低，可以顯著減少集流體、溶劑等材料浪費(fèi)，還能減少輔助制造設(shè)備的投入，從整體上來(lái)看，成本更低；
4，靈活定制結(jié)構(gòu)，電池的幾何形狀更自由，能夠適配產(chǎn)品，而不是強(qiáng)迫產(chǎn)品適應(yīng)傳統(tǒng)的電池，3D打印電池將成為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一部分。

資源庫(kù)：我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈布局日趨完善，為什么還需要用3D打印？

王世明：大家需要認(rèn)識(shí)到新能源汽車的動(dòng)力電池，現(xiàn)在也就是剛剛能用的水平，離真正的先進(jìn)或者成熟還很遠(yuǎn)。電池本身是新能源汽車的重要組成部分，但是把它制造出來(lái)卻要花很大的能耗。

電池行業(yè)需要引起大家重視，如果還按照目前現(xiàn)有的制造方式進(jìn)行下去，動(dòng)力電池的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)能耗仍將是居高不下。目前主要應(yīng)用的三元鋰及磷酸鐵鋰電池，存在能量密度低、成本高、體積大等問(wèn)題，這項(xiàng)技術(shù)還有進(jìn)步的空間，無(wú)論是從材料上還是制作方式上都需要進(jìn)行更多的創(chuàng)新。

而下一代電池不一定還是液態(tài)鋰離子電池，它可能是固態(tài)電池或者其他電池，但極有可能是無(wú)法通過(guò)現(xiàn)在的工藝制作出來(lái)，而3D打印作為一種新方式，將為下一代電池研制提供一種有效的制造途徑。

資源庫(kù)：目前3D打印電池處于什么發(fā)展階段？國(guó)內(nèi)外如何看待這項(xiàng)新技術(shù)？

王世明：3D打印電池還處于一個(gè)比較早期的階段，目前國(guó)內(nèi)主要還是被用在新電池的創(chuàng)新研發(fā)上，未來(lái)2-3年，相信在動(dòng)力電池和固態(tài)電池上會(huì)有比較大的應(yīng)用突破。

3D打印電池技術(shù)上還有很多問(wèn)題需要解決，因?yàn)槌?D打印本身要考慮的結(jié)構(gòu)，尺寸，力學(xué)性能等等因素；它還要適應(yīng)材料，需要考慮到不影響電池的化學(xué)性和電學(xué)性。

高能數(shù)造3D打印的全極耳圓盤電池

當(dāng)這些問(wèn)題都解決了，加上后處理工序簡(jiǎn)單，同時(shí)每一批電池的型號(hào)相同，最終3D打印電池走向量產(chǎn)的可能性將更大。

目前，中國(guó)的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常發(fā)達(dá)，國(guó)外想要趕超很難。但是國(guó)外已經(jīng)有多家類似6K這樣的創(chuàng)新型公司正在通過(guò)3D打印的方式去開發(fā)電池，想要實(shí)現(xiàn)彎道超車，同時(shí)政府也更加重視這種新的制造工藝，相關(guān)企業(yè)創(chuàng)新的動(dòng)力也更強(qiáng)。

而我們自身可能因?yàn)閯?dòng)力電池產(chǎn)業(yè)做得很強(qiáng)大，反而認(rèn)為現(xiàn)在是一個(gè)成熟的狀態(tài)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)危機(jī)意識(shí)似乎并不強(qiáng)，壓力沒(méi)有那么大，對(duì)變革也沒(méi)有強(qiáng)大的需求，反而是很多科研機(jī)構(gòu)對(duì)于新制造技術(shù)比較感興趣。

資源庫(kù)：高能數(shù)造的自我定位是什么？未來(lái)又有哪些發(fā)展規(guī)劃？

王世明：其實(shí)電池廠最終需要的是一條制造電池的數(shù)字化制造產(chǎn)線，而不是單臺(tái)的設(shè)備。所以，我們要做的是給客戶生產(chǎn)電池提供包括3D打印設(shè)備在內(nèi)的整條生產(chǎn)線和完整的解決方案。

接下來(lái)3年內(nèi)的發(fā)展計(jì)劃是：今年年底之前推出高效率、可量產(chǎn)電池的3D打印設(shè)備；明年年中，將制造出新一代的3D打印電池，做進(jìn)一步的產(chǎn)品驗(yàn)證，明年年底，將建成生產(chǎn)電池的示范線；后年，我們將完成整個(gè)3D打印電池的生產(chǎn)線并將其推向市場(chǎng)。

另外，如果企業(yè)暫時(shí)不需要自己搭建生產(chǎn)線，我們也可以提供代生產(chǎn)服務(wù)，幫助他們進(jìn)行新型電池或者定制電池的快速研發(fā)。

最后，王世明表示，不管是做電池還是做3D打印，各個(gè)行業(yè)都需要有積極主動(dòng)的創(chuàng)新精神；需要有自我變革的動(dòng)力，而不只是關(guān)注，加強(qiáng)創(chuàng)新才能取得更快的進(jìn)步。

未來(lái)我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)肯定是會(huì)向低碳化、智能化方向發(fā)展，而除了電池結(jié)構(gòu)和材料體系上的創(chuàng)新，3D打印這一全新的制造方式也將改變傳統(tǒng)的電池生產(chǎn)模式。

3D打印電池產(chǎn)業(yè)未來(lái)將是動(dòng)力電池行業(yè)的下一個(gè)風(fēng)口，但目前也面臨著非常大的挑戰(zhàn)。誰(shuí)能真正實(shí)現(xiàn)3D打印電池批量化生產(chǎn)，完成商業(yè)化布局，誰(shuí)就能在全球電池企業(yè)市場(chǎng)頭部占有一席之地。

高能數(shù)造團(tuán)隊(duì)合影

今天有這樣一家成立于2021年的初創(chuàng)企業(yè)，由西安交大長(zhǎng)春3D打印中心孵化，剛成立不久就獲得數(shù)百萬(wàn)人民幣的種子輪投資。本期3D打印專訪，我們邀請(qǐng)到了高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司創(chuàng)始人兼CEO王世明。通過(guò)與他的對(duì)話，我們了解到目前3D打印電池的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)的市場(chǎng)前景。

高能數(shù)造創(chuàng)始人兼CEO王世明

“高能數(shù)造”即通過(guò)3D打印為主的“數(shù)”字化制“造”技術(shù)，讓電池變得更“高能”。公司專注于動(dòng)力電池?cái)?shù)字化3D打印技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，擁有自研的Top-e電極創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)、3D打印電池技術(shù)和基于3D打印技術(shù)的數(shù)字智造解決方案。

以下是這次訪談的記錄，由資源庫(kù)編輯發(fā)布。

資源庫(kù)：3D打印是如何實(shí)現(xiàn)電池制造的？又有什么優(yōu)勢(shì)？

王世明：漿料擠出層疊技術(shù)(SEL）是高能數(shù)造針對(duì)電池研制用戶的專業(yè)需求而自主開發(fā)的3D打印電池技術(shù)，通過(guò)從打印噴嘴中擠出具有剪切變稀性質(zhì)的電池漿料并進(jìn)行層層堆疊后構(gòu)筑出預(yù)先數(shù)字化設(shè)計(jì)的三維電極。

高能數(shù)造的電池專用3D打印設(shè)備 - S200BH

與傳統(tǒng)的電池涂布疊片技術(shù)相比，它有4大優(yōu)勢(shì)：

1，安全性能更高，全極耳電極結(jié)構(gòu)、晶格微孔電極結(jié)構(gòu)使電芯內(nèi)部散熱性更好，同時(shí)全固態(tài)電池?zé)o自燃風(fēng)險(xiǎn)；
2，能量密度更高，可以實(shí)現(xiàn)更高的面負(fù)載密度和更大縱橫比的3D電極，使得面能量密度和體積能量密度都更高；
3，制造成本更低，可以顯著減少集流體、溶劑等材料浪費(fèi)，還能減少輔助制造設(shè)備的投入，從整體上來(lái)看，成本更低；
4，靈活定制結(jié)構(gòu)，電池的幾何形狀更自由，能夠適配產(chǎn)品，而不是強(qiáng)迫產(chǎn)品適應(yīng)傳統(tǒng)的電池，3D打印電池將成為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一部分。

資源庫(kù)：我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈布局日趨完善，為什么還需要用3D打印？

王世明：大家需要認(rèn)識(shí)到新能源汽車的動(dòng)力電池，現(xiàn)在也就是剛剛能用的水平，離真正的先進(jìn)或者成熟還很遠(yuǎn)。電池本身是新能源汽車的重要組成部分，但是把它制造出來(lái)卻要花很大的能耗。

電池行業(yè)需要引起大家重視，如果還按照目前現(xiàn)有的制造方式進(jìn)行下去，動(dòng)力電池的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)能耗仍將是居高不下。目前主要應(yīng)用的三元鋰及磷酸鐵鋰電池，存在能量密度低、成本高、體積大等問(wèn)題，這項(xiàng)技術(shù)還有進(jìn)步的空間，無(wú)論是從材料上還是制作方式上都需要進(jìn)行更多的創(chuàng)新。

而下一代電池不一定還是液態(tài)鋰離子電池，它可能是固態(tài)電池或者其他電池，但極有可能是無(wú)法通過(guò)現(xiàn)在的工藝制作出來(lái)，而3D打印作為一種新方式，將為下一代電池研制提供一種有效的制造途徑。

資源庫(kù)：目前3D打印電池處于什么發(fā)展階段？國(guó)內(nèi)外如何看待這項(xiàng)新技術(shù)？

王世明：3D打印電池還處于一個(gè)比較早期的階段，目前國(guó)內(nèi)主要還是被用在新電池的創(chuàng)新研發(fā)上，未來(lái)2-3年，相信在動(dòng)力電池和固態(tài)電池上會(huì)有比較大的應(yīng)用突破。

3D打印電池技術(shù)上還有很多問(wèn)題需要解決，因?yàn)槌?D打印本身要考慮的結(jié)構(gòu)，尺寸，力學(xué)性能等等因素；它還要適應(yīng)材料，需要考慮到不影響電池的化學(xué)性和電學(xué)性。

高能數(shù)造3D打印的全極耳圓盤電池

當(dāng)這些問(wèn)題都解決了，加上后處理工序簡(jiǎn)單，同時(shí)每一批電池的型號(hào)相同，最終3D打印電池走向量產(chǎn)的可能性將更大。

目前，中國(guó)的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常發(fā)達(dá)，國(guó)外想要趕超很難。但是國(guó)外已經(jīng)有多家類似6K這樣的創(chuàng)新型公司正在通過(guò)3D打印的方式去開發(fā)電池，想要實(shí)現(xiàn)彎道超車，同時(shí)政府也更加重視這種新的制造工藝，相關(guān)企業(yè)創(chuàng)新的動(dòng)力也更強(qiáng)。

而我們自身可能因?yàn)閯?dòng)力電池產(chǎn)業(yè)做得很強(qiáng)大，反而認(rèn)為現(xiàn)在是一個(gè)成熟的狀態(tài)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)危機(jī)意識(shí)似乎并不強(qiáng)，壓力沒(méi)有那么大，對(duì)變革也沒(méi)有強(qiáng)大的需求，反而是很多科研機(jī)構(gòu)對(duì)于新制造技術(shù)比較感興趣。

資源庫(kù)：高能數(shù)造的自我定位是什么？未來(lái)又有哪些發(fā)展規(guī)劃？

王世明：其實(shí)電池廠最終需要的是一條制造電池的數(shù)字化制造產(chǎn)線，而不是單臺(tái)的設(shè)備。所以，我們要做的是給客戶生產(chǎn)電池提供包括3D打印設(shè)備在內(nèi)的整條生產(chǎn)線和完整的解決方案。

接下來(lái)3年內(nèi)的發(fā)展計(jì)劃是：今年年底之前推出高效率、可量產(chǎn)電池的3D打印設(shè)備；明年年中，將制造出新一代的3D打印電池，做進(jìn)一步的產(chǎn)品驗(yàn)證，明年年底，將建成生產(chǎn)電池的示范線；后年，我們將完成整個(gè)3D打印電池的生產(chǎn)線并將其推向市場(chǎng)。

另外，如果企業(yè)暫時(shí)不需要自己搭建生產(chǎn)線，我們也可以提供代生產(chǎn)服務(wù)，幫助他們進(jìn)行新型電池或者定制電池的快速研發(fā)。

最后，王世明表示，不管是做電池還是做3D打印，各個(gè)行業(yè)都需要有積極主動(dòng)的創(chuàng)新精神；需要有自我變革的動(dòng)力，而不只是關(guān)注，加強(qiáng)創(chuàng)新才能取得更快的進(jìn)步。

未來(lái)我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)肯定是會(huì)向低碳化、智能化方向發(fā)展，而除了電池結(jié)構(gòu)和材料體系上的創(chuàng)新，3D打印這一全新的制造方式也將改變傳統(tǒng)的電池生產(chǎn)模式。