近日，專(zhuan) 注於(yu) 電池技術的瑞士投資公司Blackstone Resources（以下簡稱“黑石”）宣布，在公司位於(yu) 德國Döbeln的新製造工廠中已經開始按了3D打印電池的批量化生產(chan) 。

為(wei) 了進軍(jun) 電動汽車市場，黑石於(yu) 2019年成立了德國研發子公司“黑石科技”。在過去兩(liang) 年裏，該公司一直在開發和完善用於(yu) 鋰離子電池生產(chan) 的3D打印技術。

使用3D打印技術生產(chan) 電池

黑石科技表示，如今的電解液電池生產(chan) 線往往一次隻能生產(chan) 一種電池。同時，電池生產(chan) 所需要的能源設備通常非常昂貴，並且還要使用危險的溶劑作為(wei) 電極原材料。

對此黑石科技開發的“厚層技術”（Thick Layer Technology）旨在作為(wei) 一種靈活且更具成本效益的替代方案，在使用環保材料的同時涵蓋更廣泛的電池類型製造。由於(yu) 3D打印過程的動態特性，黑石科技表示甚至可以根據客戶的要求定製電池單元的大小和形狀。

與(yu) 傳(chuan) 統製造的同類產(chan) 品相比，該工藝使該公司生產(chan) 的電池能量密度提高約20%，密度高達 220Wh/kg，另外還可節省高達15%的空間、節約20€/kWh的材料成本以及降低23%的生產(chan) 能耗。

■黑石科技位於(yu) 德國Döbeln的製造工廠（來源：黑石科技）

黑石科技的創始人兼首席執行官Ulrich Ernst補充說：“該專(zhuan) 利工藝依賴一種環保的純水工藝，可將廢料減少50%。通過這種方式，我們(men) 正在為(wei) 交通轉型和應對氣候變化做出重要且可持續的貢獻。”

雖然黑石科技開始使用3D打印生產(chan) 鋰離子電池，但該公司相信這種技術也能適用於(yu) 其他類型電池，比如在固態電池上可以使能量密度再增加70%。

爭(zheng) 取10GWh產(chan) 能

黑石科技已將其初始的年產(chan) 能目標設定為(wei) 500MGh，預計將在2022年底前達到。盡管尚未確定時間表，但公司計劃第二階段的目標是每年5GWh，第三階段的最終目標是超過 10GWh。

根據黑石科技董事總經理Holger Gritzka的說法，該公司的長期目標是每秒生產(chan) 電池。願景是通過一個(ge) 機器園區可以快速、準確地打印出不同形狀、不同電極和電解質材料的電池。最終達到大規模生產(chan) 電池的目標。

為(wei) 實現這一目標，該公司於(yu) 2022年將Döbeln生產(chan) 基地的員工人數從(cong) 14人擴充至38人，並從(cong) 萊比錫、開姆尼茨和德累斯頓等鄰近城市招募員工。同時，黑石已經在與(yu) 合作夥(huo) 伴Liovolt（一家總部位於(yu) 德國的能源公司）合作開發雙極電池設計。鋰離子電池將包括多個(ge) 串聯連接的堆疊電極，其中陰極和陽極材料將放置在公共電極載體(ti) 上。

■黑石科技采用3D打印鋰離子電池（來源：黑石科技）

黑石科技母公司CMO Serhat Yilmaz表示：“下一步，公司將與(yu) 合作夥(huo) 伴一同開發電池係統 ecovolta，並且與(yu) Voith SE和Orten Electric Trucks合作，目標是為(wei) 電動巴士配備電池技術。”

儲(chu) 能設備的3D打印在很大程度上還是一個(ge) 利基市場，大部分工作仍處於(yu) 研究階段。2021年10月，瑞士聯邦材料科學與(yu) 技術實驗室的研究人員就使用3D打印製造了一種可持續的新型超級電容器。這塊電池通過全過程打印，由柔性纖維素和甘油基板組成並用導電碳和石墨墨水圖案化，能夠承受數千次的充電循環，同時還能維持容量。

同時， 3D打印儲(chu) 能設備專(zhuan) 家Sakuu Corporation（前身為(wei) KeraCel）最近開始建設一個(ge) 新的試驗設施，用於(yu) 生產(chan) 自己的3D打印固態電池。這條試驗線預計將於(yu) 2022年初完工，每年可生產(chan) 高達2.5MWh的固態電池。