3D打印批量生产锂电池！黑石工厂目标产能10GWh

导读：为了进军电动汽车市场，黑石公司Blackstone Resources于2019年成立了德国研发子公司黑石科技。现在，这家公司宣布将大规模生产3D打印锂电池。

南极熊获悉，瑞士投资公司Blackstone Resources已宣布在位于德国Döbeln的新制造工厂中批量生产3D打印电池。该公司在过去两年中一直在开发和完善锂电池3D打印技术，并在2021年12月7日的在线发布会上宣布首个大规模3D打印锂电池工厂将开工生产。

△位于德国Döbeln的新制造工厂。图片来自Blackstone Technology。

Blackstone的3D打印电池

Blackstone表示，如今的电池生产线通常非常单一、专业，一次只能生产一种电池。而能源密集型过程通常非常昂贵，并且常常使用危险溶剂作为电极原材料。在这一方面，Blackstone的“厚层技术”（Thick Layer Technology）能够作为一种更灵活且更具成本效益的替代方案，在使用环保材料的同时涵盖更广泛的电池格式。由于3D打印过程的动态特性，Blackstone表示它甚至可以根据客户的要求定制电池的大小和形状。

△Blackstone Technology的3D打印锂电池。图片来自Blackstone Technology。

据报道，与传统制造的同类产品相比，这种工艺使该公司的能量密度提高了约20%，密度高达220 Wh/kg。其他有点还包括节省高达15%的空间、20 欧元/千瓦时的材料成本以及降低23%的生产能耗。Blackstone Resources的创始人兼首席执行官Ulrich Ernst透露，这项专利工艺依赖于一种环保的纯水工艺，可将废料减少50%。通过这种方式，Blackstone正在为交通转型和应对气候变化做出可持续贡献。

△Blackstone Technology GmbH

虽然Blackstone目前开始将这项技术用在锂电池方向，但该公司相信这种技术也适用于其他化学电池，包括固态电池。Blackstone称，这项技术能够使能量密度能够再增加70%。尽管Blackstone并没有透露太多技术内容，但是从之前的宣传，他们在固态电池方面使用了磷酸锂铁（LFP）阴极，并可能组合了其他金属。详情请参考：突破性3D打印固态电池！黑石磷酸锂铁阴极技术无需钴或镍。

争取10GWh产能

据悉，Blackstone Technology已将初始目标年产能设定为500 MWh，预计将在2022年底前完成目标。尽管尚未确定时间表，但增长计划的第二阶段目标是每年5GWh，第三阶段最终目标是超过10GWh。

△3D打印固态电池生产工作流程

根据Blackstone Technology的董事总经理Holger Gritzka的说法，该公司的长期目标是按秒生产电池。“通过一个机器园区，可以快速、准确地打印出不同形状、不同电极和电解质材料的电池，大规模且具有成本效益。”为实现这一目标，该公司将在2022年将Döbeln员工人数从14人扩大到38人，并从莱比锡、开姆尼茨和德累斯顿等邻近城市招募员工。

△5x5平方厘米的袋式电池，带有发光二极管

此外，Blackstone已经在与合作伙伴Liovolt（一家总部位于德国的能源公司）合作开发双极电池。这使得锂电池将包括多个串联连接的堆叠电极，其中阴极和阳极材料将放置在公共电极载体上。Blackstone Resources的CMO Serhat Yilmaz表示，公司的下一步是与合作伙伴ecovolta一起开发电池系统，并且与Voith SE和Orten Electric Trucks合作。目标是为电动巴士配备电池技术。

3D打印电池领域正在发展

储能设备3D打印技术方面很大程度上是一个利基领域，大部分工作仍处于研究阶段。在2021年10月份，瑞士联邦材料科学与技术实验室 (EMPA) 的研究人员使用3D打印制造了一种可持续的新型超级电容器。全3D打印电池由柔性纤维素和甘油基板组成，并用导电碳和石墨墨水图案化。据称，这种电池能够承受数千次充电循环，同时保持其容量。详情请参考：瑞士3D打印技术制造出可生物降解电池。文献地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202101328。

△EMPA研究人员的电池DIW 3D打印方法。图片来自《AM》。

另外，3D打印储能设备专家Sakuu Corporation（前身为 KeraCel）在2021年8月开始建设一个新的试验设施，用于生产3D打印固态电池。据报道，这条试验线预计将于2022年年初完工，每年可生产高达2.5MWh的固态电池。详情请参考：固态电池新时代！Sakuu公司新建3D打印固态电池试验设施产能可高达2.5兆瓦。

△Sakuu即将推出的试验生产线的效果图。图片来源于Sakuu公司

参考阅读：

1. Blackstone Resources AG: Press conference on the marketlaunch of 3D-printed lithium-ion batteries will take place online on 07.12.2021
2. BLACKSTONE BEGINS SERIES PRODUCTION OF LITHIUM-IONBATTERIES USING 3D PRINTING TECHNOLOGY
3. Battery technology at Blackstone Resources
4. How Lithium Became a Hot Commodity | WSJ
5. 突破性3D打印固态电池！黑石磷酸锂铁阴极技术无需钴或镍
6. 能量密度提高1倍的3D打印固态电池来了，黑石引领下一代电动汽车技术
7. 扩张3D打印电池业务！黑石Blackstone子公司拟赴美上市
8. 黑石公司开发3D打印固态电池
9. Scientists 3D print biodegradable battery with thepotential to slash electronic waste
10. 瑞士3D打印技术制造出可生物降解电池
11. 固态电池新时代！Sakuu公司新建3D打印固态电池试验设施产能可高达2.5兆瓦