近日，位于加利福尼亚州的3D打印电池制造商Sakuu计划与空白支票公司Plum Acquisition Corp. I（纳斯达克股票代码：PLMI）合并上市。该空白支票公司由施乐公司前首席执行官兼董事长Ursula Burns领导。合并完成后，Sakuu和Plum将更名为Sakuu Holdings。合并后的公司估计交易完成后市值将达到7.05亿美元。
Sakuu 的超级工厂之一的渲染图 图片来自 Sakuu这家硅谷公司最大的亮点之一是开发了专有的3D打印平台，可以批量生产任何形状和尺寸的固态电池 (SSB)。理论上（一旦商业化），SSB 有望取代电动汽车 (EV) 中的锂离子电池。它们正在全球范围内发展，许多汽车制造商，如日产、丰田和宝马，计划到2025年推出配备首批SSB的车辆。尽管固态电池具有很多优点，例如更高的能量密度、更短的充电时间和更少的安全隐患，但目前大多数电池供电设备仍然依赖于锂离子电池。锂离子电池的性能会很快下降，充电时间长，有时还会着火。这使得它们不太适合用于电动汽车、可再生能源储存和应对气候变化的其他用途。固态电池可能会挑战锂离子电池的主导地位。与锂离子电池相比，固态电池具有相同的基本构件：带正电的阴极、带负电的阳极、两者之间的隔板以及将电流从阴极传输到阳极的电解质（电池充电时反之亦然）。固态电池的不同之处在于电解质，它是一种固态材料。许多研究和科研机构已经在实验室中展示了固态电池的优势，我们甚至已经看到这些电池部署在心脏起搏器、智能手表和其他小型设备中。然而，如果我们想开始在智能手机、电动汽车等领域使用固态电池，我们就需要能够大规模生产它们，而目前还没有商业上可行的方法来扩大生产规模。在全固态电池的制备过程中，最大的挑战之一是如何在保持制造精度的同时，使固态电解质变得尽可能薄。传统的方法是添加大量的改性材料，采用复杂的制造工艺来制备可供传统电池制造工艺使用的固态电解质薄膜。然而，这种方法大大增加了全固态电池产业化制造的难度，并限制了从结构上对全固态电池进行优化与提升的可能性。固态电池仍然只能采用传统的涂布叠片工艺进行制作。由于缺乏液态电解液的帮助，全固态电池在这种传统的“三明治”结构下，层与层之间无法实现紧密结合。尤其随着电池内部放热而产生的体积变化，会使得全固态电池的电解质层与电极层之间发生脱层，整个电池便无法循环。这一问题受制于传统电池制造装备的革命性创新缺失，因此无法得到有效解决。这也使得固态电池的产业化道路不得不向半固态/准固态方向妥协。此外，固态电解质与电极界面的大接触电阻严重阻碍了固态电池的大规模应用。因此，解决高界面阻抗问题是发展高能量密度全固态电池的关键。随着3D打印技术的迅速发展，越来越多的研究者开始尝试使用3D打印技术来制备全固态电池。
相比传统制备方法，3D打印技术具有制造复杂形状的电池结构、可精确控制电池中固态电解质厚度和形状、以及能够大幅减少制造工序等优点，成为固态电池制造领域的一个新方向，并已成为最有希望实现全固态电池的量产的技术路线之一。
在国内，多家企业和研究机构已经开始探索3D打印技术在全固态电池制造中的应用。例如，中国科学院上海微系统与信息技术研究所利用自主研发的3D打印机，成功制备出一种具有高能量密度和长循环寿命的全固态电池。此外，清华大学等多所高校也在这一领域有所突破。在国外，美国麻省理工学院（MIT）等多家知名研究机构也在利用3D打印技术制备全固态电池方面做出了一些进展。其中，MIT的研究团队成功使用3D打印技术制造出一种具有高能量密度和长循环寿命的全固态电池，并将其成功应用于无人机等领域。虽然目前仍然存在一些技术难题，例如固态电解质材料的选择、3D打印机的制造精度和速度等方面的限制，但随着技术的不断发展，3D打印技术有望成为全固态电池产业化的一个重要推动力量。03高能数造——国内首家3D打印电池设备的产业化公司
高能数造(西安)技术有限公司是一家专注于新能源电池制造的公司，于2021年正式进入新能源电池3D打印领域。作为全球新能源电池3D打印技术的先行者和创导者，高能数造在西安交通大学快速制造国家工程研究中心长春3D打印创新中心孵化而成。公司自主研发了浆料挤出层叠SEL增材制造技术，并推出了可根据用户需求定制的电池专用3D打印机。这一技术实现了低成本且快速的制造复杂形状的电池，同时具有独特设计的3D结构。作为国内首家聚焦并推出3D打印电池设备的产业化公司，高能数造致力于为新能源电池制造业提供更加高效、智能化的解决方案。
高能数造的新一代超高精度电池3D打印机渲染图 图片来自 高能数造高能数造将推出一款全新一代的电池3D打印设备，可以实现10μm级高精度、高设计自由度的全固态电池一体化智造。此设备具有极为广泛的材料适配性，可以直接使用不同材料实现电池的一体化制造，无需对电池材料进行特殊改性调整，即可轻松实现实现10微米精度内介尺度微观有序多孔电极结构的设计与制造，通过更加创新的结构设计实现改善全固态电池的固固界面，从而有效提升电池性能。此外，该设备可以针对不同的正负极材料打印不同的电解质层，实现阶梯化电解质层的有效制造，从而解决了全固态电池固固界面阻抗大的问题，并可以在电极层表面原位固化电解质浆料，形成紧密结合的固固界面接触和连续的离子传输路径。同时，依托于高能数造电池3D打印工艺的高设计自由度的优势，能够实现对电池形状、结构、尺寸的定制化设计与制造，从而满足不同终端设备和用电场景的个性化需求。这些创新技术和特点将有望推动全固态电池的实际应用和量产。
高能数造公司目前已掌握利用电池3D打印技术可以生产出比传统锂离子电池小50%、重量轻 40%的固态电池技术，并且可以为制造商提供定制形状和尺寸的电池技术。相比于传统涂布工艺，电池3D打印工艺可以生产出传统极片2-3倍厚度的3D结构电极，且可以制造具有连续微孔结构的立体电极，提高电池的安全性和散热效率。同时，3D打印厚电极工艺可以减少隔膜、集流体等辅材的使用，降低电池制造成本，从而提高电池的能量密度。在产线投入方面，相较于涂布工艺，电池3D打印工艺可以减少约40%的电池生产设备投入。
高能数造运用其电池3D打印技术及多喷头电池3D打印设备，可实现不同体系全固态电池的制造。通过多喷头超高精度原位打印系统，可以实现全固态电池从集流体、电极层再到固态电解质层的一体化连续制造，大大简化了传统电池制造工艺中繁长的涂布叠片等流程，减少设备投入与占地面积的同时，提升了生产效率与能源利用率。
值得注意的是，固态电池仍然存在一些制造和商业化方面的挑战。目前，高能数造公司的电池3D打印技术仍处于发展阶段，需要进一步的研究和改进。此外，固态电池在商业应用方面也存在一些挑战，例如成本、稳定性、可靠性和生产规模等问题。然而，随着技术的进步和市场的需求，固态电池有望在未来成为替代传统锂离子电池的一种重要技术。随着全球对清洁能源的需求越来越大，越来越多的人开始关注电池技术的发展。传统的锂离子电池已经广泛应用于电动汽车、可再生能源存储等领域，但是其成本和安全性问题仍然存在，这限制了其进一步的应用。固态电池作为一种新型电池技术，具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更好的安全性，因此被认为是下一代电池技术的发展方向。而3D打印技术则可以为固态电池的量产提供更多可能。3D打印技术可以制造出任意复杂形状的电池，这为制造定制化的电池提供了更多的灵活性和便利性。比如，电动汽车制造商可以通过3D打印技术定制适合自己车型的电池，从而提高整车的性能和续航里程。此外，3D打印技术还可以在电极制造上提供更多的优势，如可以制造更加均匀的电极结构，从而提高电池的能量密度和使用寿命。
高精度一体化固态电池3D打印整车底盘概念图 图片来自 网络同时，3D打印技术还可以降低电池制造的成本和环境影响。传统电池制造需要大量的辅材和能源，而3D打印技术可以减少这些资源的使用，并且可以更加精准地控制材料的使用量。此外，由于3D打印技术可以制造出更加轻量化和紧凑的电池结构，因此可以减少电动汽车的整车重量，从而进一步提高其续航里程和性能。3D打印电池是未来电池技术的一个重要发展方向，它可以为电池制造和应用带来更多的便利和优势。随着3D打印技术的不断发展和成熟，相信它将成为电池技术领域的一个重要突破点，推动清洁能源的更快发展，3D打印电池将是清洁能源的未来。联系电话：13289318147王先生官网：www.tope3d.com