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Sakuu专利固态电池工厂Sakuu原型生产线。图片由Sakuu提供 Sakuu是一家位于硅谷的创新电池公司，该公司正致力于将3D打印固态电池推向市场。去年6月，Sakuu创始人兼首席执行官RobertBagheri在一份新闻稿中表示：“就我们的固态电池开发而言，我们正准备推出一种新型的快速打印电池，使用我们的增材制造平台进行大规模生产。这一开创性发展对可持续性和供应链的影响将是革命性的。”该公司当时表示，基于该公司的Kavian平台，快速3D打印电池将实现可定制、大规模和低成本的固态电池制造，同时解决当今电池制造商面临的基本挑战。Sakuu在2月16日宣布，自去年12月以来，Sakuu已经成功地在其硅谷电池试验工厂以完全干燥的工艺连续制造出定制形状和尺寸的3D打印全功能电池。这些电池单元包含用于热管理的图案化开口。该公司在公告中表示，这标志着首次有记录的制造成就，也是Sakuu计划在全球千万亿工厂的Kavian平台上大规模商业生产下一代SwiftPrint电池(包括固态电池)的重要一步。Sakuu首席技术官KarlLittau说道：“我们的发展表明，KavianTM平台可以实现商业规模，可持续生产锂离子、锂金属甚至固态电池等各种电池技术，而传统的先进电池制造方法不断遇到大规模生产的障碍。”“此外，我们的打印工艺可以大幅提高完整电池的能量密度。最后，我们的平台可以定制电池的形状，通过定制形状和尺寸，电池本身可以成为产品设计的一部分。这是一个意义深远的时刻，对先进电池制造业有着巨大的影响。”Sakuu发明了一种完全工业化的电池印刷工艺，使用专利的多材料、多层方法，采用并行和干燥工艺，而不是慢得多的层对层印刷或丝网印刷。这两种方法都是湿法，需要大量的能量来去除不需要的溶剂，而且容易导致印刷质量差和生产不可靠。Sakuu的发明可以提供低成本、高速的制造能力，以及形状和形式的灵活性，同时还可以提供对客户最重要的核心类别的电池。例如，Sakuu的第一个打印电池已经在C/5IC电流速率下成功地展示了循环性能，该公司完全有希望实现800至1000Wh/L的高能量密度。Sakuu的打印过程利用专利的锂金属电池化学，从原材料开始，到即用的图案电池，创造了制造和能源存储的新范式。图版电池打印技术的实现，使得在热动态调节方面可以通过新的途径更有效地利用电池容量。这允许集成夹具、传感器和热传输途径，以及通过模数化设计进行调节，特别是当薄的亚电池结构与相同的模数化开口堆叠在一起时，用于对准热管理。“总的来说，我们的增材制造和电池团队已经完成了大多数人认为不可能完成的任务。使用干式工艺打印定制图案电池，从原材料开始，最终得到功能齐全的高性能电池，这是一项突破，有可能改变未来所有行业的电池制造方式，”RobertBagheri说。“这一里程碑式的进展推进了我们kavantm平台与商业规模电池生产计划之间的整合，通过全球合作伙伴超级工厂网络，到2030年实现200GWh的能源输出目标。”Sakuu的Kavian平台将出售给其他电池制造商以及领先的汽车、电动汽车和航空航天制造商。那些寻求大规模生产电池的企业可以缩短他们的供应链，并获得关键的电池性能和安全属性。通过这种最大限度的产品设计创新，实现其他固有的材料和能源节约和可持续发展效益。此外，Sakuu计划授权其自己的锂金属和固态电池化学成分，以传统的卷对卷制造方式生产，或在使用Kavian制造技术的超级工厂生产。Sakuu表示，其开创性的制造技术为电池和其他复杂有源设备的商业生产创造了颠覆性的增材制造平台。该公司表示，其非电池制造平台能够生产医疗设备、物联网传感器和其他尖端电子设备，并以高度可持续和高效的方式生产。Sakuu在今天的新闻稿中表示，他们最初的努力将集中在能源存储上，利用其Kavian平台打印一系列下一代电池——从锂金属到全固态——这可以帮助减少社会对化石燃料的依赖。据3D打印行业报道，“该公司似乎正在计划的轨道上。与现有的锂离子电池相比，该公司的第二代电池具有两倍的能量密度和30%的重量，在储能、微反应堆和电子领域具有潜在的住宅和工业应用。”有很多公司都在竞相将固态电池推向市场，包括QuantumScape和StoreDot。固态电池的主要优点之一是，它们大大减少了从传统锂离子电池中使用的“湿”基片中去除液体的需要——这一过程需要大量的时间来完成，并会消耗大量的能量。去除目前“果冻卷”电池中使用的湿浆将大大加快生产时间，降低电池单位成本。Sakuu无法保证会赢得固态电池市场，但它肯定有远大的抱负。每年200GWh的电池足以为数百万辆电动汽车和卡车提供动力。宁德时代(CATL)是目前全球最大的电池制造商，2021年的产量为97GWh，几乎占全球297GWh总产量的三分之一。即使是Sakuu较为温和的到2028年达到60GW时的目标也相当雄心勃勃。Sakuu团队回答了一些我们关心的问题： 问：Sakuu这个名字是怎么来的？它的意思是什么？ 我们的创始人兼首席执行官RobertBagheri来自伊朗。在波斯语中，Sakuu的意思是“平台”，这与我们革命性的Kavian增材制造平台有关。Sakuu这个名字也是为了向Sakuu最早的企业投资者之一，来自日本的武藏致敬。在日语中，Sakuu的意思是“开花”，象征着我们作为创造者的平台及其固有的可持续发展效益。问：3D打印电池的充电速度有多快？与普通的锂离子电池相比，它们的重量是多少？成本优势是什么？它们能充多少次电？3D打印的电池单元是单层的。单层单元允许图案和密封活性材料，适应产品的3D包装空间。3D打印工艺还可以使用比传统的卷对卷更薄的层。然后，集成制造流程可以堆叠Kavian生产的单层电池。因此，我们将在制造完成后将电池堆叠起来，以串联或并联的方式构建客户想要的电池组。根据客户的要求，堆叠的数量没有限制。有图案的电池可以有任何形状，可以在目标产品中实现更好的集成和包装效率。由于这一创新，通道、孔和不规则的2D和3D形状将成为可能。我们的高能量密度电池已经达到800Wh/L，但我们也可以在较低的能量密度下为电池提供更高的循环寿命。我们的目标是制造能够精确满足各种Sakuu客户的特定需求和用例的电池。我们的3D打印固态电池有望达到1200Wh/L的超高能量密度。Sakuu的成本优势来自于增材制造技术，与卷对卷制造相比，估计可以减少40%的材料使用，这是目前电池成本的主要组成部分。问：它们可回收吗？他们是否使用钴或其他在供应方面存在问题的材料？Kavian平台使用的材料可以被分解和重复使用，从而实现更可持续的生产，材料浪费不到1%。这些好处加起来令人印象深刻：与传统的卷对卷电池制造相比，我们预计Kavian的制造工艺步骤将减少69%，工厂占地面积减少44%，制造成本降低33%，资本支出降低23%。在材料方面，我们电池的化学成分是专有的，我们不能透露我们如何使用不同的材料以及我们使用的材料组。我们可以说，Sakuu正在有意识地建立一个供应商网络，使其能够扩大电池的规模生产，包括最近宣布与NGKSpark Plugs的合作，使之成为我们的全球陶瓷材料供应商。 （素材来自：Sakuu 全球储能网、新能源网综合） |