UCLA erhält Zuschuss für 3D-gedruckte Lithium-Ionen-Batterie

Materialwissenschaftler der Samueli School of Engineering der UCLA haben zusammen mit Kollegen des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) einen Zuschuss in Höhe von 900.000 Dollar vom US-Energieministerium (DOE) erhalten, um ein neues Design und ein 3D-Druckverfahren für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien zu demonstrieren.

Der Zuschuss war Teil eines im Juni angekündigten 57,9-Millionen-Dollar-Programms zur Finanzierung der Forschung im Bereich sauberer Energietechnologien. Der Leiter des UCLA-Projekts ist Bruce Dunn, Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen, der den Lehrstuhl der Nippon Sheet Glass Company an der UCLA innehat. Er ist auch der stellvertretende Dekan für Forschung und physikalische Ressourcen der UCLA Samueli. Morris Wang, Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen, der 2020 vom LLNL zur UCLA kam, ist der Co-Principal Investigator.

Ziel des Teams ist es, Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern, indem die verfügbare Leistung erhöht, die Ladezeit verkürzt und die Herstellung billiger gemacht wird, wobei weniger Material verschwendet wird. Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung einer komplizierteren inneren Batteriestruktur, die mehr Energie speichern kann – eine Entwicklung, die für das neue Herstellungsverfahren entscheidend ist.

Lithium-Ionen-Batterien mit ihrem ausgezeichneten Energie-Gewichts-Verhältnis sind in Telefonen, Laptops, Elektrofahrzeugen und einer Reihe anderer Verbraucherprodukte bereits allgegenwärtig. Allerdings gibt es Grenzen für die Leistung, die sie liefern können, und dafür, wie schnell sie aufgeladen werden können. Leistungsfähigere Lithium-Ionen-Batterien könnten zur Entwicklung und Einführung umweltfreundlicherer Elektrofahrzeuge sowie neuer Energiespeichertechnologien für das Stromnetz führen.

Das neue Projekt baut auf einer früheren Zusammenarbeit zwischen der UCLA und dem LLNL auf, die zur Entwicklung mehrerer Kathodentinten-Zusammensetzungen führte und eine hervorragende Leistung in 3D-gedruckten Kathoden, dem Teil der Batterie, der Lithiumionen enthält, zeigte. Die UCLA-Gruppe hat 3D-Batteriematerialien entwickelt und charakterisiert, die eine hohe Energie- und Leistungsdichte bieten, während Forscher des LLNL mehrere Fortschritte bei 3D-gedruckten Materialien gemacht haben, die mehr Designfreiheit bieten, ohne teure und verschwenderische Herstellungsprozesse zu verwenden.

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