Tahkisakud võivad olla energiatihedamad, ohutumad ja kiiremini laaditavad kui tänapäeva tehnoloogiad, kuid nende äriliselt elujõuliseks muutmise viisi leidmine on keeruline. Üks firma arvab 3D trükkimine hoiab vastust.
Viimastel aastatel on liitiumioonakude, mis toidavad kõike alates nutitelefonidest kuni elektrisõidukiteni, ohutus ja energiatihedus tohutult paranenud. (mõõt selle kohta, kui palju võimsust nad naela kohta sisaldavad). Kuid edusammud aeglustuvad ja tundub tõenäoline, et kui tahame gaasimootoriga auto ajalooraamatutesse pagendada, peame üle minema uudsetele akude disainidele.
Tahkisakud, mis asendavad tänapäevastes elementides leiduva vedela elektrolüüdi tahkega, on lähitulevikus ühed paljutõotavamad kandidaadid.. Need mitte ainult ei muudaks akusid ohutumaks, eemaldades tuleohtliku vedela elektrolüüdi, vaid suurendaksid ka energiatihedust ja võimaldaksid kiiremat laadimist.
Mitmed idufirmad on välja töötanud paljutõotavad prototüübid, kuid nad on välja töötanud, kuidas selliseid akusid sc.ale on suur väljakutse. Californiarnia-põhine käivitamine Sakuú arvab vastuseks 3D-printimise kasutamist, mis võimaldaks neil palju efektiivsemalt ruumi kasutada ja seetõttu toota konkurentidest palju suurema mahutavusega akusid.
Akud koosnevad kolmest põhikomponendist: positiivne elektrood, mida nimetatakse anoodiks, negatiivne elektrood, mida nimetatakse katoodiks, ja elektrolüüt, mis võimaldab ioonidel nende kahe vahel liikuda. Tänapäeva kõige arenenumate liitiumioonakude elektroodide valmistamisel kasutatakse tootmisprotsessi, mida tuntakse rullist rulli tootmisena.
Iga elektroodi valmistamiseks kasutatud materjalid segatakse suspensiooniks ja seejärel kaetakse enne kuivatamist pikale metallfooliumirullile. Need pikad rullid lõigatakse seejärel väiksemateks osadeks ja virnastatakse üksteise peale, iga elektroodi vahel on eraldaja. Need virnad asetatakse korpusesse, mis täidetakse seejärel vedela elektrolüüdiga.
Veelgi uuem tahkis-aku ettevõtted teevad ettepaneku kasutada sama tootmisprotsessi, kuid Sakuú läheneb hoopis teistsugusele. See on loonud 10 meetri pikkuse mitmest materjalist printeri, mis suudab töötada nii keraamika kui metallidega. Masin paneb esmalt pulbrilise materjali mustrid, enne kui sadestab polümeerse sideaine joa, mis kleebib osakesed koos. See siis hoiules peal juhtiv metall. Need kihid on virnastatud igaühe peale muu rakkude tootmiseks.
ettevõte ütles Verge et lähenemine võimaldab laduda antud ruumi rohkem kihte kui tavapärased lähenemised. Oma veebisaidil, Sakuú väidab, et selle põhjuseks on asjaolu, et selle tootmisprotsess võimaldab õhemaid struktuurikihte ja uudset virnastatud struktuuri. See tähendab, et see võib pakkuda 100 protsenti suuremat võimsust kui praegused liitiumioonelemendid või muuta akud 50 protsenti väiksemaks ja 40 protsenti kergemaks.
Veel üks 3D-printimise kasutamise atraktiivne eelis on see, et akusid peaks olema võimalik ehitada igasuguse erineva kujuga, mis on traditsioonilise rullilt rulli tootmisega keeruline. See võib võimaldada akusid toodete struktuuri sisse ehitada, selle asemel, et neile ruumi pühendada.
See on midagi thkell on muutunud suur fookus jaoks elektrisõidukite tööstus, kuna ettevõtted püüavad suurendada oma sõidukite aku mahtu ilma lisaraskusi lisamata. Hiina akude tootja Contemporary Amperex Technology ja elektrisõiduk Leapmotor töötavad selle kallal, kuidas ehitada akusid autode šassiidesse, samas kui Tesla sõnul on ta välja töötanud uue liimi, mis muudab selle akud kandvaks, võimaldades neid kasutada konstruktsiooniosadena.
Võimalus 3D-printida erineva kujuga akusid võib seda suundumust turbotada, kuid tõenäoliselt läheb veel mõnda aega, enne kui Sakuú akud teele jõuavad. Kuigi see ütles Verge et iga selle printer suudab lõpuks salvestada umbes 40 megavatt-tundi energiat, mis on võrdväärne 500 elektriauto akuga. Seni on sellel ainult masina prototüüp ja seda pole veel akude valmistamiseks kasutatud. .
Kui nad saavad oma printerid tööle panna, võib see aga jõupingutustele suure tõuke anda suurendama elektrisõidukite sõiduulatust ja töökindlust ning suruda need veelgi enam peavoolu.
Image Credit: Sakuú
