Las baterías de iones de litio alimentan, teléfonos inteligentes, tablets, coches eléctricos… La mayoría de las baterías de iones de litio del mercado son rectangulares o cilíndricas.

En la impresión 3D pueden imprimir un dispositivo completo, incluyendo la batería y los componentes estructurales y electrónicos. Sin embargo, el problema que se ha interpuesto en el camino de las baterías de iones de litio totalmente impresas en 3D es que los polímeros utilizados para la impresión en 3D, como el PLA, no son conductores iónicos.

Querían encontrar una forma de imprimir baterías completas de iones de litio utilizando impresoras 3D de bajo coste y amplia disponibilidad para la fabricación de filamentos fundidos.

Los vehículos eléctricos y la mayoría de los dispositivos electrónicos, como los teléfonos móviles y los ordenadores portátiles, funcionan con baterías de iones de litio. Hasta ahora, los fabricantes han tenido que diseñar sus dispositivos en función del tamaño y la forma de las baterías disponibles en el mercado. Pero han desarrollado un nuevo método para imprimir en 3D baterías de iones de litio en cualquier forma.

Pronto los productos de consumo alimentados con litio podrán ser creados en cualquier forma o tamaño, al igual que las baterías que los mantienen en funcionamiento.

Una impresora 3D produciría el electrolito y 2 electrodos en un solo proceso, en comparación con el escenario actual de producción de iones de litio, donde los 3 elementos se fabrican por separado y se combinan dentro de una carcasa.

Mezcla de tintas de última generación

No cualquier impresora lo hará, ya que los polímeros utilizados en las impresoras 3D convencionales, como el ácido poli, no son normalmente conductores y, no pueden duplicar la tecnología de corriente eléctrica utilizada por los iones de litio.

Un enfoque de microredes

Las baterías de iones de litio, los electrodos con arquitecturas porosas pueden llevar a una mayor capacidad de carga.

La invención de la microred permite el transporte eficiente del litio a través de todo el electrodo, lo que también aumenta las tasas de carga de la batería.

Las características de rendimiento de los componentes impresos, pueden controlarse mediante parámetros de impresión y los componentes también pueden imprimirse en superficies 3D, eliminando la necesidad de un sustrato separado y reduciendo el tamaño, el grosor y el peso del producto final.

La impresión en 3D de baterías tendrá importantes beneficios en áreas como la electrónica de consumo, los dispositivos biomédicos y las aplicaciones aeroespaciales, debido a la naturaleza de bajo peso y alta capacidad de las baterías y su facilidad de transporte.

Las baterías de litio y de iones de litio proporcionan electricidad portátil, con la principal diferencia de que el litio es una célula primaria que ofrece mayor capacidad y densidad que el ión-litio, que es una célula secundaria y puede cargarse una y otra vez antes de volverse ineficaz.

Han inventado una nueva forma de imprimir en 3D las baterías de iones de litio. Este método les permite crear baterías en casi cualquier forma imaginable.

Muchos fabricantes de tecnología deben ajustar sus productos para cumplir con estas especificaciones. Se ven obligados a alterar y compensar el tamaño y la forma relativos de la batería. A menudo puede resultar en un desperdicio de espacio que podría ser mejor utilizado.

Con la impresión en 3D, los científicos deberían ser capaces de construir un dispositivo completo, incluyendo la batería y los componentes que la acompañan. Pero había un obstáculo importante para esta nueva tecnología. Los polímeros en los que confían los científicos para la impresión en 3D no son conductores iónicos.

Para tratar este problema, los investigadores aumentaron la conductividad iónica en el ácido poli comúnmente utilizando en la impresión 3D. Infundieron PLA con una solución electrolítica.

Los informes indican que la capacidad de estas baterías impresas en 3D de primera generación es demasiado baja para su uso práctico.

Los investigadores ya tienen amplios planes para mejorar la capacidad de las nuevas baterías. Actualmente se están centrando en la sustitución de los materiales basados en PLA por pastas imprimibles en 3D.

Muchos de los dispositivos eléctricos que se encuentran en la casa funcionan con la batería de iones de litio. Y por buenos que sean en la alimentación, también tienen algunos defectos.

Un problema importante con las baterías de iones de lito es que nunca han sido muy flexibles en cuanto a su forma. Por lo tanto, los fabricantes también han tenido que fabricar sus productos para adaptarse al tamaño de las baterías.

Poder imprimir una batería en cualquier forma tiene muchas ventajas. Para demostrar lo buena que era la batería, utilizaron una impresora 3D para imprimir una pulsera LED que tenía una batería de iones de litio integrada en ella.