固态电池与传统电池有何不同？传统锂电池在成本和性能上与固态电池不同。但主要的结构区别在于电解质。电解质形成屏障，将电池的正极（阴极）与负极（阳极）分开。它是一种化合物，充当电流可以流动的介质。在传统电池中，电解质是液体，例如硫酸。在固态电池中，电解质是固体，例如陶瓷化合物。固态电池在关键领域改进了传统锂离子。这些包括安全性、寿命、充电速度、充电周期和能量密度。固态电池将超过当前电动汽车电池的寿命。这是一个不小的进步。目前的估计预测将从20万英里扩展到大约200万英里。这比现在使用的锂离子电池长十倍。

固态电池的优点

传统电池的制造将四个独立的层卷成圆柱体。这些是导电材料、阴极、阳极和电解质。这个过程被称为果冻辊结构，给这些材料带来了难以置信的压力。为了在过程中完好无损地生存，它们被相对大量使用。因此，传统的锂离子电池体积大、重量大且制造成本高昂。

相比之下，固态电池的生产使用的材料较少。它们具有更高的能量密度，这意味着它们可以做得更小，但保持相同的能量。

3D打印固态电池的优势

3D打印通常比传统的制造方法更有效。传统的制造从其主要材料的大片开始。然后将其切割并削减成所需的数量。这个过程会产生材料的废料边角料，这可能难以回收。相比之下，3D打印仅使用精确数量的源物质。这样可以将废料浪费减少70% 到 90%，并使该过程成本更低。即使使用固态电池，传统的制造方法也很复杂。需要极端的干燥和昂贵的机械。因此，它们尚未无处不在的原因。3D打印方法看起来更简单，更精简。它相对容易地制造电池。3D打印可以创建具有高度灵活性和可定制性的物体。制造商将设计和制造各种不同形状和尺寸的电池。因此，可以创建电池以适应设计，而不是设计师适应笨重的形状。3D打印的准确性是电池制造的巨大优势。精密印刷可以制造出具有微小孔隙、通道和晶格的电池。这些增加了电池的表面积，从而增加了其容量。格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院的工程师测试了3D打印锂电池。使用纳米和微尺度孔隙的结果表明，孔隙率为70%的电池的容量是其固体等效物的2至3倍。发表在《电源杂志》上的结果解释了更多。