3D打印技术助力电池制造工艺创新，制备可压缩准固态镍铁电池

重量更轻、体积更小和可自我调节的可穿戴电子设备产品越来越得到人们的青睐，为了满足人们的这一需求，灵活、可伸缩/可压缩和耐用的储能设备至关重要。具有高功率密度、安全性且使用寿命长的准固态水系可充电电池，尤其是水系镍铁电池受到了广泛关注，有望成为理想的选择。

我国郑州大学的孔德志^[1]等人以水凝胶聚合物作为电池隔膜和电解质的基体材料，以PET板为电池外壳的基体材料，再利用3D打印技术制备的rGO/CNTs气凝胶微格作为镍铁电池电极的自支撑集流体和负载体，在rGO/CNTs气凝胶微格结构上直接生长电化学活性无机纳米材料制备得到镍铁电池的正负电极，将两电极组装成了可压缩的准固态镍铁电池。

经过测试，这种准固态镍铁电池具有优异的电化学性能，特别是在面积能量密度和长循环稳定性方面均有较大的提升。

新加坡科技设计大学Hui Ying Yang教授^[2]等人也报道了一种3D打印准固态镍铁电池（QSS-NFB），他们通过合理的化学成分设计和调整，获得了由超薄Ni(OH)₂纳米片阵正极和多孔α-Fe₂O₃纳米棒阵列负极组成的两种电极，其活性物质负载量超过130 mg cm-3，压缩率高达60%。

制得的可压缩QSS-NFB具有优良的循环稳定性（10000次循环后容量保持在91.3%）以及超高能量密度（10.6 mW cm^-3功率下的28.1 mWh·cm^-3）。

通过改变3D打印模型的参数，就可以组装出个性化设计的电池，这种基于3D打印技术可压缩准固态镍铁电池的方法，为制造耐压缩储能器件提供了一种简单的方法，在下一代可伸缩/可穿戴电子设备中具有良好的应用前景。

参考文献：

1. 孔德志,王烨李,新建.基于3D打印技术制备的可压缩准固态镍铁电池及制备方法,CN111081909A

2. Dezhi Kong, et al, 3D Printed Compressible Quasi-Solid-State Nickel-Iron Battery, ACS Nano, 2020,DOI: 10.1021/acsnano.0c01157