3D打印柔性可穿戴锂离子电池电极

提出了一种利用挤出式3D打印技术制备纺织物结构的自支撑柔性锂离子电池电极的新方法。并采用高浓度的聚偏氟乙烯(PVDF)作黏度调节剂,碳纳米管(CNT)作导电剂,磷酸铁锂和钛酸锂作电极活性材料,配制了具有可打印性的"墨水",其表观黏度接近10~5Pa·s,并且表现出明显的剪切变稀;同时此"墨水"的存储模量平台值也高达10~5Pa,其优异的流变学性质对于打印和固化过程十分有利。电化学测试结果表明,2种打印电极具有稳定且十分匹配的充放电比容量,因此由二者组装的软包袋装全电池也具有高达约108 mAh/g的放电比容量(50 mA/g),弯曲后,在同样的电流密度下其放电比容量保持在约111 mAh/g。

直写成型电极锰氧化物粉末的合成与浆料调控

制备可适用于直写成型程序的、具有较高固相含量的浆料是提升直写成型产品质量的关键,但现有研究在浆料调控的普适规律方面仍有所欠缺。采用水热法合成了一系列尺寸可控的锰氧化物粉末,并将其用于直写成型电极,采用XRD、SEM、BET表征并分析了不同颗粒尺度对固相含量选取的规律,采用稳态流动测试了相关浆料的流变行为。结果表明,通过调节水热反应温度,锰氧化物颗粒直径呈梯度变化,1.06~1.64μm颗粒的适配固相含量随颗粒比表面积的下降而上升,46.46~91.36μm颗粒的适配固相含量随颗粒直径的上升而下降。采用该规律所配浆料进行直写成型,挤出流畅、体积收缩小、产品机械强度高。

3D打印技术在电化学传感装置构建中的应用

电化学传感器具有价格低廉、易于集成和灵敏度高的优点,目前在可穿戴技术、生物传感等方面得到广泛应用。3D打印技术是一种新型的增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术,其集成计算机软件和硬件技术设计制作个性化的装置,可实现微观结构的精确控制,以满足特殊需求。本综述着眼于3D打印技术在电化学传感器构建方面的应用,简要介绍了3D打印技术用于设计制作电化学传感器的材料和主要方式,重点总结了近期3D打印技术在电化学池和工作电极构建上的应用及研究。

3D打印柔性可穿戴锂离子电池

利用挤出式3D打印技术制备纺织物结构的自支撑柔性锂离子电池电极的新方法,并采用高浓度的聚偏氟乙烯(PVDF)作为黏度调节剂、碳纳米管(CNT)作为导电剂、磷酸铁锂或钛酸锂作为电极活性材料,配制了具有可打印性的"墨水",其表观黏度接近105Pa·s,该"墨水"表现出明显的剪切变稀行为,同时存储模量平台值也高达105Pa,其优异的流变学性质对于打印和固化过程十分有利。电化学测试结果表明,两种打印电极具有稳定且十分匹配的充放电比容量,因此由二者组装的软包袋装全电池也具有高达~108mAh·g^(-1)的放电比容量(50mA·g^(-1)),弯曲后,在同样的电流密度下其放电比容量约为111mAh·g^(-1)。