十年后，電池格局將發(fā)生變化，而現(xiàn)在正處于這場(chǎng)革命的風(fēng)口浪尖，3D打印固態(tài)電池或許將是下一個(gè)風(fēng)口。

7月21日，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽明高在世界動(dòng)力電池大會(huì)上表示，從技術(shù)角度來看，固態(tài)電池將是最值得重視的技術(shù)，2035年前一定會(huì)規(guī)模生產(chǎn)能量密度為500Wh/kg的下一代電池。

可見，未來的電池將以固態(tài)電池為主，但由于各種原因，通常是制造困難，固態(tài)電池從未真正投入生產(chǎn)；而3D打印的出現(xiàn)將改變游戲規(guī)則，生產(chǎn)出下一代電池并將其推向市場(chǎng)。

3D打印電池常見工藝及電極、電解質(zhì)材料，圖片來自：Advanced Functional Materials

3D打印固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在原材料易獲得、更安全、更有效、成本更低，適用于任何形狀。目前，用于制造電池的主要3D打印技術(shù)包括立體光刻成型(SLA)、模板輔助電化學(xué)沉積(TAE) 、噴墨打印 (IJP)、直接墨水書寫 (DIW)、熔融沉積成型 (FDM) 和氣溶膠噴射打?。ˋJP）。打印的電極材料主要包括石墨烯、碳納米管、碳納米纖維和LTO/LFP，以及電解質(zhì)材料。

經(jīng)過多年的發(fā)展，無論是設(shè)備還是材料，已有多家公司從實(shí)驗(yàn)室走到生產(chǎn)車間，將3D打印電池推向市場(chǎng)。今天，資源庫將通過對(duì)這一細(xì)分領(lǐng)域的5家代表公司的觀察，分析3D打印電池的發(fā)展現(xiàn)狀及未來方向。

美國(guó)Sakuu Corporation

總部位于硅谷的創(chuàng)業(yè)公司Sakuu成立于2016年，其前身為KeraCel，同時(shí)也是世界首個(gè)3D打印固態(tài)電池的開發(fā)商，以下是Sakuu的發(fā)展軌跡。

• 2019年5月，Keracel宣稱在生產(chǎn)陶瓷固態(tài)鋰電池方面取得了新的進(jìn)展。
• 2019年8月，日本汽車零部件制造商Musashi Seimitsu對(duì)Keracel進(jìn)行投資，加速3D打印固態(tài)電池的發(fā)展。
• 2021年1月，Keracel完成1400萬美元的A輪融資，進(jìn)一步推進(jìn)固態(tài)電池的開發(fā)。
• 2021年4月，KeraCel將公司名稱更改為Sakuu Corporation。
• 2021年6月，Sakuu宣布獲得三項(xiàng)新專利：具有密封陽極結(jié)構(gòu)的新型混合固態(tài)電池設(shè)計(jì)、能夠創(chuàng)建有源設(shè)備（如微反應(yīng)器或固態(tài)電池）的增材制造系統(tǒng)，以及電子照相3D打印機(jī)。
• 2021年7月，Sakuu宣布已開發(fā)出一種3Ah鋰固態(tài)電池 (SSB)，性能等同于或優(yōu)于當(dāng)前的鋰電池。
• 2021年8月，Sakuu開始建設(shè)一個(gè)新的試驗(yàn)設(shè)施，用于生產(chǎn)3D打印固態(tài)電池，預(yù)計(jì)將于2022年年初完工，每年可生產(chǎn)高達(dá)2.5MWh的固態(tài)電池。
• 2022年3月，Sakuu推出第一代非打印鋰金屬電池達(dá)到了800Wh/L的能量密度，重量?jī)H為傳統(tǒng)同類產(chǎn)品三分之一、尺寸為一半。
• 2022年6月，Sakuu宣布其第一代非印刷鋰金屬電池 - Swift Print 固態(tài)電池在廣泛測(cè)試下已實(shí)現(xiàn)連續(xù)3C倍率放電。
• 2022年8月，Sakuu在硅谷開設(shè)占地7.9萬平方英尺的新工程中心，這也是Sakuu的第一家3D打印電池工廠，被稱為3D打印平臺(tái)超級(jí)工廠（Sakuu G-One計(jì)劃）。
• 2022年9月，Sakuu宣布與日本NGK合作，NGK將協(xié)助開發(fā)固態(tài)電池，并為當(dāng)前和未來的電池制造提供陶瓷材料。
• 2023年，Sakuu將向電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域的一系列客戶交付第一代超安全固態(tài)電池 (SSB)，同時(shí)開發(fā)第二代全打印SSB的能量密度超過1200 Wh/L。
  

與許多固態(tài)電池設(shè)計(jì)一樣，Sakuu的電池單元包括鋰金屬陽極，以及將陽極和陰極分開的陶瓷電解質(zhì)。Sakuu的多材料多工藝Kavian 3D打印平臺(tái)，可以在同一層打印玻璃、金屬、聚合物和陶瓷，完成電池的全打印。

Sakuu的3D打印電池生產(chǎn)線，圖片來自：Sakuu

該平臺(tái)基于麻省理工學(xué)院開發(fā)的粘合劑噴射打印工藝，在粘合劑噴射中，液體試劑沉積在粉末顆粒的薄床上。更精細(xì)的細(xì)節(jié)使用不同的材料噴射，包括專有的陶瓷粉末和粘合劑，以及稱為PoraLyte的支撐材料。這是一種類似聚合物的支撐材料，在燒結(jié)過程中會(huì)燃燒掉，形成通道、空隙和孔隙。

Sakuu2023年即將交付給用戶的固態(tài)電池，圖片來自：Sakuu

Sakuu的目標(biāo)是到2028年達(dá)到60GWh的電池產(chǎn)能，因此它還在進(jìn)行AI控制的開發(fā)，打造一個(gè)“黑燈”工廠。同時(shí)，為了適用于更廣的市場(chǎng)需求，該平臺(tái)還采用了模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)3D打印過程都有模塊，以及材料處理、質(zhì)量控制、干燥和除粉等輔助過程，用戶可以根據(jù)其制造的產(chǎn)品定制機(jī)器。

德國(guó)，Blackstone Technology

專注于電池技術(shù)的瑞士投資公司Blackstone Resources于2019年成立了自己的德國(guó)研發(fā)子公司黑石科技（Blackstone Technology）。該公司在過去兩年中一直在開發(fā)和完善其鋰離子電池3D打印技術(shù)，以下是黑石公司的發(fā)展軌跡。

• 2021年4月，黑石公司對(duì)外宣稱已成功打印首款可工作的鋰離子固態(tài)電池。
• 2021年11月，黑石公司在薩克森州Dobeln的工廠開始批量生產(chǎn)3D打印鋰基液體電解質(zhì)電池。同時(shí)，還將使用3D打印生產(chǎn)下一代電池：固態(tài)鈉電池。
• 2022年3月，該公司宣布，預(yù)計(jì)最早于2025年將3D打印的鈉離子電池商業(yè)化。除了軟包電池外，還將生產(chǎn)棱柱形電池。
  

黑石公司將其3D打印電池技術(shù)稱為“厚層技術(shù)”（Thick Layer Technology），用于生產(chǎn)電池電極和鋰離子電池的隔膜，但是并沒有過多的介紹其工作流程。

黑石科技在德國(guó)Dobeln的新工廠，圖片來自：黑石公司

據(jù)黑石公司稱，其3D打印電池能量密度提高了約20%，高達(dá)220Wh/kg，電池空間節(jié)省15%，材料節(jié)省20歐元/千瓦時(shí)，能源消耗降低23%。此外該流程基于環(huán)保的純水工藝，可減少50%的生產(chǎn)廢料。同時(shí)，3D打印可將固態(tài)電池的能量密度再增加70%，同時(shí)顯著提高充電循環(huán)次數(shù)。

黑石科技3D打印的鋰離子固態(tài)電池，圖片來自：黑石公司

黑石科技已將其初始目標(biāo)年產(chǎn)能設(shè)定為500兆瓦時(shí)，預(yù)計(jì)將在明年年底前達(dá)到。盡管尚未確定時(shí)間表，但第二階段目標(biāo)是每年5GWh，第三階段最終目標(biāo)是超過10GWh，未來生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)能目標(biāo)是每秒生產(chǎn)一個(gè)電池。

美國(guó)，6K

與前面2家專注于3D打印電池設(shè)備不同，美國(guó)初創(chuàng)公司6K專注于3D打印金屬粉末和鋰電材料生產(chǎn)，并開發(fā)了“UniMelt系統(tǒng)”的微波等離子生產(chǎn)工藝，能夠以快速、環(huán)保的形式生產(chǎn)電池材料。以下是6K公司的發(fā)展軌跡。

• 2021年4月，6K宣布為其能源部門6K Energy建立卓越中心，占地3.3萬平方英尺，投資將達(dá)2500萬美元，主要用于開發(fā)用于儲(chǔ)能設(shè)備的新型可持續(xù)電池材料。
• 2021年9月，6K獲得5100萬美元C輪融資，以支持其電池開發(fā)中心建設(shè)。
• 2021年10月，6K 增材制造部門Additive通過收購特種冶金產(chǎn)品(SMP) 增強(qiáng)其金屬合金產(chǎn)品組合。
• 2022年5月，6K獲得超過1.02億美元D輪融資，加速6K能源部門的陰極電極生產(chǎn)工廠的部署。
• 2022年8月，6K將耗資3000萬美金建立新的電池卓越中心，推進(jìn)第一個(gè)產(chǎn)能規(guī)劃為10至20千兆瓦時(shí)的電池陰極工廠，并于2024年8月投產(chǎn)。
• 2022年10月，6K Energy與ONE簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，為后者開發(fā)和生產(chǎn)其Gemini 和 Aries電池平臺(tái)中使用的關(guān)鍵電池材料。
  

UniMelt系統(tǒng)是基于6K的微波等離子工藝，可將銑削、車削和其他回收原料轉(zhuǎn)化為3D打印金屬粉末。

6K的UniMelt微波等離子生產(chǎn)設(shè)備，圖片來自：6K

據(jù)6K表示，如果用UniMelt工藝取代傳統(tǒng)的電池陰極制造設(shè)施，用水量將減少90%，并且將完全消除100%的廢水；該設(shè)施還將使能源使用量和溫室氣體排放量減少多達(dá)70%。

英國(guó)，photocentric

3D打印機(jī)和材料制造商photocentric成立于2002年，2020年9月，該公司宣布成立3D打印電池研究部門，致力于開發(fā)環(huán)保的3D打印電池，并表示會(huì)持續(xù)加大投資力度，優(yōu)化3D打印燃料電池在汽車中的應(yīng)用。

photocentric生產(chǎn)的3D打印燃料電池概念圖，圖片來自：photocentric

同時(shí)，photocentric還開發(fā)了一個(gè)獨(dú)立的3D打印電池系統(tǒng)，打印過程類似于使用光聚合工藝。電極使用專有的光聚合物樹脂進(jìn)行3D打印，這種樹脂可用作商業(yè)電極粉末和導(dǎo)電添加劑的粘合劑；然后清潔和固化生胚打印部件，接著進(jìn)行脫脂和燒結(jié)以去除聚合物并僅留下活性電極材料。

用于3D打印電池的photocentric光固化設(shè)備，圖片來自：photocentric

據(jù)資源庫了解，該公司正在使用的電極材料包括鈷酸鋰（LCO）和鈦酸鋰（LTO），Photocentric的目標(biāo)是開發(fā)3D打印電池，用于特斯拉的Giga工廠內(nèi)?，F(xiàn)在，這家英國(guó)公司正在加緊制定增材制造燃料電池的開發(fā)計(jì)劃，尋求利用VLP技術(shù)來實(shí)現(xiàn)汽車電池的低成本大規(guī)模制造。

中國(guó)，高能數(shù)造

高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司是國(guó)內(nèi)首家聚焦并推出3D打印電池設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化公司，成立于2021年。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)百萬人民幣的種子輪投資。

高能數(shù)造的2款電池專用型3D打印機(jī)，圖片來自：高能數(shù)造

漿料擠出層疊技術(shù)(SEL-Slurryextrusionlamination)SEL技術(shù)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)，該技術(shù)通過從打印噴嘴中擠出具有剪切變稀性質(zhì)的電池漿料并將漿料層層堆疊后構(gòu)筑出預(yù)先數(shù)字化設(shè)計(jì)的三維電極。

基于該工藝，2022年6月，高能數(shù)造發(fā)布了兩款S系列電池專用型3D打印機(jī)：S180BM和S200BH設(shè)備，同時(shí)還推出了一款可根據(jù)用戶需求定制的電池專用型3D打印機(jī)。

高能數(shù)造3D打印的全極耳圓盤電池，圖片來自：高能數(shù)造

2022年9月，高能數(shù)造3D打印的全極耳圓盤電池首次公開亮相，該電池的圓形正極片、圓形負(fù)極片、圓形電池殼均為3D打印技術(shù)制造而成，這也是高能數(shù)造產(chǎn)品化落地的首次嘗試。據(jù)高能數(shù)造表示，接下來的10月即將推出第二代3D打印電池設(shè)備。

據(jù)研究機(jī)構(gòu)Strategic Market Research的最新報(bào)告顯示，從2020到2030年，全球3D打印電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以19.53%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，這得益于能源存儲(chǔ)需求的持續(xù)增長(zhǎng)、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)傳感器等發(fā)展。

市場(chǎng)前景是廣闊的，3D打印電池的用途不局限于電動(dòng)汽車，還包括手機(jī)、可穿戴設(shè)備等許多領(lǐng)域。但在實(shí)現(xiàn)真正的規(guī)模生產(chǎn)和具備商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力之前 ，還有一段路要走，更多可選的材料和更穩(wěn)定的打印，將是3D打印電池走向批量制造需要解決的問題。

另外，國(guó)內(nèi)基于3D打印的電池技術(shù)還需要進(jìn)一步的提升，也期待有更多的3D打印企業(yè)參與其中。無論是設(shè)備廠商，還是材料廠商，都不要錯(cuò)過這個(gè)大的風(fēng)口，起步不至于太慢，我們就還有后來居上的機(jī)會(huì)。

十年后，電池格局將發(fā)生變化，而現(xiàn)在正處于這場(chǎng)革命的風(fēng)口浪尖，3D打印固態(tài)電池或許將是下一個(gè)風(fēng)口。

7月21日，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽明高在世界動(dòng)力電池大會(huì)上表示，從技術(shù)角度來看，固態(tài)電池將是最值得重視的技術(shù)，2035年前一定會(huì)規(guī)模生產(chǎn)能量密度為500Wh/kg的下一代電池。

可見，未來的電池將以固態(tài)電池為主，但由于各種原因，通常是制造困難，固態(tài)電池從未真正投入生產(chǎn)；而3D打印的出現(xiàn)將改變游戲規(guī)則，生產(chǎn)出下一代電池并將其推向市場(chǎng)。

3D打印電池常見工藝及電極、電解質(zhì)材料，圖片來自：Advanced Functional Materials

3D打印固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在原材料易獲得、更安全、更有效、成本更低，適用于任何形狀。目前，用于制造電池的主要3D打印技術(shù)包括立體光刻成型(SLA)、模板輔助電化學(xué)沉積(TAE) 、噴墨打印 (IJP)、直接墨水書寫 (DIW)、熔融沉積成型 (FDM) 和氣溶膠噴射打?。ˋJP）。打印的電極材料主要包括石墨烯、碳納米管、碳納米纖維和LTO/LFP，以及電解質(zhì)材料。

經(jīng)過多年的發(fā)展，無論是設(shè)備還是材料，已有多家公司從實(shí)驗(yàn)室走到生產(chǎn)車間，將3D打印電池推向市場(chǎng)。今天，資源庫將通過對(duì)這一細(xì)分領(lǐng)域的5家代表公司的觀察，分析3D打印電池的發(fā)展現(xiàn)狀及未來方向。

美國(guó)Sakuu Corporation

總部位于硅谷的創(chuàng)業(yè)公司Sakuu成立于2016年，其前身為KeraCel，同時(shí)也是世界首個(gè)3D打印固態(tài)電池的開發(fā)商，以下是Sakuu的發(fā)展軌跡。

• 2019年5月，Keracel宣稱在生產(chǎn)陶瓷固態(tài)鋰電池方面取得了新的進(jìn)展。
• 2019年8月，日本汽車零部件制造商Musashi Seimitsu對(duì)Keracel進(jìn)行投資，加速3D打印固態(tài)電池的發(fā)展。
• 2021年1月，Keracel完成1400萬美元的A輪融資，進(jìn)一步推進(jìn)固態(tài)電池的開發(fā)。
• 2021年4月，KeraCel將公司名稱更改為Sakuu Corporation。
• 2021年6月，Sakuu宣布獲得三項(xiàng)新專利：具有密封陽極結(jié)構(gòu)的新型混合固態(tài)電池設(shè)計(jì)、能夠創(chuàng)建有源設(shè)備（如微反應(yīng)器或固態(tài)電池）的增材制造系統(tǒng)，以及電子照相3D打印機(jī)。
• 2021年7月，Sakuu宣布已開發(fā)出一種3Ah鋰固態(tài)電池 (SSB)，性能等同于或優(yōu)于當(dāng)前的鋰電池。
• 2021年8月，Sakuu開始建設(shè)一個(gè)新的試驗(yàn)設(shè)施，用于生產(chǎn)3D打印固態(tài)電池，預(yù)計(jì)將于2022年年初完工，每年可生產(chǎn)高達(dá)2.5MWh的固態(tài)電池。
• 2022年3月，Sakuu推出第一代非打印鋰金屬電池達(dá)到了800Wh/L的能量密度，重量?jī)H為傳統(tǒng)同類產(chǎn)品三分之一、尺寸為一半。
• 2022年6月，Sakuu宣布其第一代非印刷鋰金屬電池 - Swift Print 固態(tài)電池在廣泛測(cè)試下已實(shí)現(xiàn)連續(xù)3C倍率放電。
• 2022年8月，Sakuu在硅谷開設(shè)占地7.9萬平方英尺的新工程中心，這也是Sakuu的第一家3D打印電池工廠，被稱為3D打印平臺(tái)超級(jí)工廠（Sakuu G-One計(jì)劃）。
• 2022年9月，Sakuu宣布與日本NGK合作，NGK將協(xié)助開發(fā)固態(tài)電池，并為當(dāng)前和未來的電池制造提供陶瓷材料。
• 2023年，Sakuu將向電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域的一系列客戶交付第一代超安全固態(tài)電池 (SSB)，同時(shí)開發(fā)第二代全打印SSB的能量密度超過1200 Wh/L。
  

與許多固態(tài)電池設(shè)計(jì)一樣，Sakuu的電池單元包括鋰金屬陽極，以及將陽極和陰極分開的陶瓷電解質(zhì)。Sakuu的多材料多工藝Kavian 3D打印平臺(tái)，可以在同一層打印玻璃、金屬、聚合物和陶瓷，完成電池的全打印。

Sakuu的3D打印電池生產(chǎn)線，圖片來自：Sakuu

該平臺(tái)基于麻省理工學(xué)院開發(fā)的粘合劑噴射打印工藝，在粘合劑噴射中，液體試劑沉積在粉末顆粒的薄床上。更精細(xì)的細(xì)節(jié)使用不同的材料噴射，包括專有的陶瓷粉末和粘合劑，以及稱為PoraLyte的支撐材料。這是一種類似聚合物的支撐材料，在燒結(jié)過程中會(huì)燃燒掉，形成通道、空隙和孔隙。

Sakuu2023年即將交付給用戶的固態(tài)電池，圖片來自：Sakuu

Sakuu的目標(biāo)是到2028年達(dá)到60GWh的電池產(chǎn)能，因此它還在進(jìn)行AI控制的開發(fā)，打造一個(gè)“黑燈”工廠。同時(shí)，為了適用于更廣的市場(chǎng)需求，該平臺(tái)還采用了模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)3D打印過程都有模塊，以及材料處理、質(zhì)量控制、干燥和除粉等輔助過程，用戶可以根據(jù)其制造的產(chǎn)品定制機(jī)器。

德國(guó)，Blackstone Technology

專注于電池技術(shù)的瑞士投資公司Blackstone Resources于2019年成立了自己的德國(guó)研發(fā)子公司黑石科技（Blackstone Technology）。該公司在過去兩年中一直在開發(fā)和完善其鋰離子電池3D打印技術(shù)，以下是黑石公司的發(fā)展軌跡。

• 2021年4月，黑石公司對(duì)外宣稱已成功打印首款可工作的鋰離子固態(tài)電池。
• 2021年11月，黑石公司在薩克森州Dobeln的工廠開始批量生產(chǎn)3D打印鋰基液體電解質(zhì)電池。同時(shí)，還將使用3D打印生產(chǎn)下一代電池：固態(tài)鈉電池。
• 2022年3月，該公司宣布，預(yù)計(jì)最早于2025年將3D打印的鈉離子電池商業(yè)化。除了軟包電池外，還將生產(chǎn)棱柱形電池。
  

黑石公司將其3D打印電池技術(shù)稱為“厚層技術(shù)”（Thick Layer Technology），用于生產(chǎn)電池電極和鋰離子電池的隔膜，但是并沒有過多的介紹其工作流程。

黑石科技在德國(guó)Dobeln的新工廠，圖片來自：黑石公司

據(jù)黑石公司稱，其3D打印電池能量密度提高了約20%，高達(dá)220Wh/kg，電池空間節(jié)省15%，材料節(jié)省20歐元/千瓦時(shí)，能源消耗降低23%。此外該流程基于環(huán)保的純水工藝，可減少50%的生產(chǎn)廢料。同時(shí)，3D打印可將固態(tài)電池的能量密度再增加70%，同時(shí)顯著提高充電循環(huán)次數(shù)。

黑石科技3D打印的鋰離子固態(tài)電池，圖片來自：黑石公司

黑石科技已將其初始目標(biāo)年產(chǎn)能設(shè)定為500兆瓦時(shí)，預(yù)計(jì)將在明年年底前達(dá)到。盡管尚未確定時(shí)間表，但第二階段目標(biāo)是每年5GWh，第三階段最終目標(biāo)是超過10GWh，未來生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)能目標(biāo)是每秒生產(chǎn)一個(gè)電池。

美國(guó)，6K

與前面2家專注于3D打印電池設(shè)備不同，美國(guó)初創(chuàng)公司6K專注于3D打印金屬粉末和鋰電材料生產(chǎn)，并開發(fā)了“UniMelt系統(tǒng)”的微波等離子生產(chǎn)工藝，能夠以快速、環(huán)保的形式生產(chǎn)電池材料。以下是6K公司的發(fā)展軌跡。

• 2021年4月，6K宣布為其能源部門6K Energy建立卓越中心，占地3.3萬平方英尺，投資將達(dá)2500萬美元，主要用于開發(fā)用于儲(chǔ)能設(shè)備的新型可持續(xù)電池材料。
• 2021年9月，6K獲得5100萬美元C輪融資，以支持其電池開發(fā)中心建設(shè)。
• 2021年10月，6K 增材制造部門Additive通過收購特種冶金產(chǎn)品(SMP) 增強(qiáng)其金屬合金產(chǎn)品組合。
• 2022年5月，6K獲得超過1.02億美元D輪融資，加速6K能源部門的陰極電極生產(chǎn)工廠的部署。
• 2022年8月，6K將耗資3000萬美金建立新的電池卓越中心，推進(jìn)第一個(gè)產(chǎn)能規(guī)劃為10至20千兆瓦時(shí)的電池陰極工廠，并于2024年8月投產(chǎn)。
• 2022年10月，6K Energy與ONE簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，為后者開發(fā)和生產(chǎn)其Gemini 和 Aries電池平臺(tái)中使用的關(guān)鍵電池材料。
  

UniMelt系統(tǒng)是基于6K的微波等離子工藝，可將銑削、車削和其他回收原料轉(zhuǎn)化為3D打印金屬粉末。

6K的UniMelt微波等離子生產(chǎn)設(shè)備，圖片來自：6K

據(jù)6K表示，如果用UniMelt工藝取代傳統(tǒng)的電池陰極制造設(shè)施，用水量將減少90%，并且將完全消除100%的廢水；該設(shè)施還將使能源使用量和溫室氣體排放量減少多達(dá)70%。

英國(guó)，photocentric

3D打印機(jī)和材料制造商photocentric成立于2002年，2020年9月，該公司宣布成立3D打印電池研究部門，致力于開發(fā)環(huán)保的3D打印電池，并表示會(huì)持續(xù)加大投資力度，優(yōu)化3D打印燃料電池在汽車中的應(yīng)用。

photocentric生產(chǎn)的3D打印燃料電池概念圖，圖片來自：photocentric

同時(shí)，photocentric還開發(fā)了一個(gè)獨(dú)立的3D打印電池系統(tǒng)，打印過程類似于使用光聚合工藝。電極使用專有的光聚合物樹脂進(jìn)行3D打印，這種樹脂可用作商業(yè)電極粉末和導(dǎo)電添加劑的粘合劑；然后清潔和固化生胚打印部件，接著進(jìn)行脫脂和燒結(jié)以去除聚合物并僅留下活性電極材料。

用于3D打印電池的photocentric光固化設(shè)備，圖片來自：photocentric

據(jù)資源庫了解，該公司正在使用的電極材料包括鈷酸鋰（LCO）和鈦酸鋰（LTO），Photocentric的目標(biāo)是開發(fā)3D打印電池，用于特斯拉的Giga工廠內(nèi)?，F(xiàn)在，這家英國(guó)公司正在加緊制定增材制造燃料電池的開發(fā)計(jì)劃，尋求利用VLP技術(shù)來實(shí)現(xiàn)汽車電池的低成本大規(guī)模制造。

中國(guó)，高能數(shù)造

高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司是國(guó)內(nèi)首家聚焦并推出3D打印電池設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化公司，成立于2021年。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)百萬人民幣的種子輪投資。

高能數(shù)造的2款電池專用型3D打印機(jī)，圖片來自：高能數(shù)造

漿料擠出層疊技術(shù)(SEL-Slurryextrusionlamination)SEL技術(shù)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)，該技術(shù)通過從打印噴嘴中擠出具有剪切變稀性質(zhì)的電池漿料并將漿料層層堆疊后構(gòu)筑出預(yù)先數(shù)字化設(shè)計(jì)的三維電極。

基于該工藝，2022年6月，高能數(shù)造發(fā)布了兩款S系列電池專用型3D打印機(jī)：S180BM和S200BH設(shè)備，同時(shí)還推出了一款可根據(jù)用戶需求定制的電池專用型3D打印機(jī)。

高能數(shù)造3D打印的全極耳圓盤電池，圖片來自：高能數(shù)造

2022年9月，高能數(shù)造3D打印的全極耳圓盤電池首次公開亮相，該電池的圓形正極片、圓形負(fù)極片、圓形電池殼均為3D打印技術(shù)制造而成，這也是高能數(shù)造產(chǎn)品化落地的首次嘗試。據(jù)高能數(shù)造表示，接下來的10月即將推出第二代3D打印電池設(shè)備。

據(jù)研究機(jī)構(gòu)Strategic Market Research的最新報(bào)告顯示，從2020到2030年，全球3D打印電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以19.53%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，這得益于能源存儲(chǔ)需求的持續(xù)增長(zhǎng)、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)傳感器等發(fā)展。

市場(chǎng)前景是廣闊的，3D打印電池的用途不局限于電動(dòng)汽車，還包括手機(jī)、可穿戴設(shè)備等許多領(lǐng)域。但在實(shí)現(xiàn)真正的規(guī)模生產(chǎn)和具備商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力之前 ，還有一段路要走，更多可選的材料和更穩(wěn)定的打印，將是3D打印電池走向批量制造需要解決的問題。

另外，國(guó)內(nèi)基于3D打印的電池技術(shù)還需要進(jìn)一步的提升，也期待有更多的3D打印企業(yè)參與其中。無論是設(shè)備廠商，還是材料廠商，都不要錯(cuò)過這個(gè)大的風(fēng)口，起步不至于太慢，我們就還有后來居上的機(jī)會(huì)。