推进3D打印固态电池！解析Sakuu Corporation的三项新专利

导读：南极熊获悉，自动化多工艺增材制造领导者Sakuu Corporation（前身为KeraCel Inc.）于2021年6月17日宣布了三项专利：具有密封阳极结构的混合固态电池、能够创建有源设备（如微反应器或固态电池）的增材制造系统，以及电子照相多材料3D打印机。

△Sakuu AM平台内部。照片来自Sakuu。

混合固态电池

Sakuu一直致力于通过3D打印制造最佳固态电池，用于电动汽车和其他应用。这项专利针对单片陶瓷电化学电池外壳（WO2019152531A1），其中包含阳极和阴极接收空间，以及两者之间的隔板。这能够带来更高的充电率，而不会引发锂电池的安全风险。这是对先前于2020年获得的两项电池专利，集成电池堆电池和单片固态电池的补充。这些结构共同提高了固态电池的能量密度，同时不会影响稳定性和寿命。

△第一集成电子导电电路被配置为阳极接收空间内的阳极集电器。第二集成电子导电电路被设置为阴极接收空间内的阴极集电器。

增材制造系统

第二项专利是针对3D打印系统的（US10974453B2），系统能够将图案化的单层轻松地在组装板上组成3D有源器件。3D打印具有生产三维设备的潜力，可以更有效地利用材料并减轻成品设备的重量。专利包括一个载体基板，单独构建单层，然后在组装板上的堆叠上分配。

△第一传送模块在第一传送区将第一图案化单层物件从第一承载基板传送至组装设备，而第二传送模块将第二图案化单层物件从第二承载基板传送至组装设备。

电子照相多材料3D打印机

最后一项专利是电子照相3D打印机系统（US20200171752A1），又称为静电复印术，可用于创建复合墨粉材料的3D部件。电子照相术能够以非常高的精度快速打印大面积薄层，非常适合打印固态电池和其他有源设备。这项专利使用多种工程材料，例如陶瓷、金属和聚合物材料，是以前的电子照相术无法使用的。

△电子照相三维打印系统，包括至少一个多材料EP打印技术的电子照相（EP）打印模块。 打印系统还可包括一个或多个采用不同图案化和沉积技术的附加打印模块，例如粉末床和喷射粘合剂技术。

什么是固态电池？

固态电池与目前主流的传统锂电池最大的不同在于电解质。传统锂电池主要由正负极材料、电解液和隔膜组成。正负极材料决定了电池的容量，电解液及隔膜作为传输锂离子的介质。而固态电池使用固体电解质，替代了传统锂电池的电解液和隔膜。

△电池结构示意图

与锂电池相比，固态电池更加安全、更高的理论能量密度和更高的体积能量密度。但是，固态电池也有一定的局限性，比如固态电解质导电率低，不能快速充能；材料物理接触会随时间变差，影响使用寿命；制备工艺复杂。不过，随着技术的发展，南极熊相信发展的天平终将向高能量密度的固态电池倾斜。

△电池性能对比

专利链接：https://pan.baidu.com/s/1s3273udCmpQmByekYeTeog    提取码：bwmo

参考阅读：

1. Sakuu Corp. Awarded Three New Patents to Support NewOpportunities for Breakthrough Applications
2. Hybrid solid-state cell with a sealed anode structure
3. Three-dimensional, additive manufacturing system, and amethod of manufacturing a three-dimensional object
4. Electrophotographic multi-material 3d printer
5. The Mysterious Sakuu 3D Printing Process
6. 电池3D打印技术！Sakuu推动电动汽车发展