Литий-ионные аккумуляторы питают все: от смартфонов и планшетов до электронных сигарет и электромобилей. До сих пор изготовителям приходилось создавать свои устройства вокруг стандартных размеров и форм, что ограничивало возможности дизайна. Но исследователи, возглавляемые Кристофером Рейсом и Бенджамином Вили, разработали новый метод 3д печати аккумуляторов практически любой формы (их статья опубликована в ACS Applied Energy Materials).

Большинство литий-ионных батарей на рынке либо прямоугольные, либо цилиндрические. Теоретически, с помощью 3д технологий можно напечатать их в любой форме, но применяемые полимеры, такие как полимолочная кислота (PLA), не являются ионными проводниками. В итоге исследователям все же удалось найти способ печати с использованием недорогих и широко доступных FFF 3д принтеров.


Чтобы увеличить ионную проводимость PLA, ребята ввели в материал раствор электролита. Кроме того, они включили графеновые или многослойные углеродные нанотрубки в анод или катод, чтобы повысить характеристики батареи. В результате был напечатан браслет со встроенной литий-ионной батареей, которая «зажигает» зеленый светодиод на 60 секунд.

Команда отмечает, что емкость полученной батареи первого поколения примерно на два порядка ниже, чем у коммерческих изделий, что слишком мало для практического использования. Будущая работа может включать в себя придумывание способов увеличения емкости, например, заменой полимерных анодных и катодных материалов на 3D печатные пасты, выдерживающий высокие нагрузки или использование альтернативных наноматериалов, таких как восстановленный оксид графена, который может потенциально служить как проводящим наполнителем, так и активным материалом.