US-amerikanische Forscher an der UCLA Samueli School of Engineering erhalten 900.000 US-Dollar vom US Department of Energy (DoE), um den 3D-Druck von Lithium-Batterien zu verbessern. Ziel ist es, unter anderem weniger Material zu verschwenden und Batterien mit mehr Leistung zu entwickeln. Das DOE sieht im 3D-Druck von Lithiumbatterien hohes Potenzial.

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Materialwissenschaftler an der UCLA Samueli School of Engineering, unter der Leitung von Bruce Dunn, Inhaber des Nippon Sheet Glass Company Chair der UCLA, und Morris Wang, wurden laut einer Pressemitteilung der UCLA zusammen mit Kollegen des Lawrence Livermore National Laboratory (LNLL) ausgewählt, um weitere 900.000 US-Dollar (883.409 Euro) vom US Department of zu erhalten Energy (DOE). Geplant ist ein neues Design und 3D-Druckverfahren zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien.

Hohes Potenzial im 3D-Druck von Lithium-Ionen-Batterien

Bruce Dunn und Morris Wang
Bruce Dunn (li. im Bild) und Morris Wang (re. im Bild) arbeiten an einem Projekt, um mit 3D-Druck Lithium-Batterien zu verbessern (Bild © UCLA Samueli).

Das DOE sieht im 3D-Druck von Lithiumbatterien hohes Potenzial. 2,4 Mio. US-Dollar (2,36 Mio. Euro) hat es deshalb in die Erforschung der notwendigen Technologie in den vergangenen beiden Monaten investiert. Vor etwas mehr als einem Monat kündigte das Lawrence Livermore National Laboratory eine Partnerschaft mit Ampcera an. Diese beinhaltet die Entwicklung lösungsmittelfreier Laser Powder Bed Fusion 3D-Druck-Technologien für die Fertigung von 3D-strukturierten Lithiumbatteriekathoden. Das DOE finanziert die Arbeit daran mit 1,5 Mio. US-Dollar (1,47 Mio. Euro).

Dunn ist Professor für Materialwissenschaft und -Technik an der UCLA und seit kurzem Interimsdekan der Ingenieursschule. Er gilt als der Hauptforscher des Projekts, das Teil eines 57,9-Mio.-US-Dollar-Programms (56,83 Mio. Euro) zur Finanzierung der Forschung sauberer Energietechnologien ist. Der Co-Hauptforscher ist Wang, ebenfalls Professor für Materialwissenschaften und -Technik an der UCLA.

Ziel des Projekts

Gemeinsam werden die Forscher im Rahmen des Projekts Lithium-Ionen-Batterien verbessern, die verfügbare Leistung erhöhen, das Aufladen beschleunigen und für eine kostengünstigere Herstellung sorgen. Außerdem wollen sie bei der Produktion weniger Material verschwenden. Die additive Fertigung erleichtert die Schaffung komplizierter innerer Batteriestrukturen, die mehr Energie speichert. Für das neue Herstellungsverfahren ist das ein wichtiger Punkt.

Lithium-Ionen-Batterien haben ein sehr gutes Energie-Gewichts-Verhältnis. Sie werden in Laptops, Elektrofahrzeugen, Telefonen und einer Reihe anderer Verbraucherprodukte verwendet. Sie sind jedoch in der Leistung begrenzt und sind je nachdem oft auch nicht so schnell bei der Aufladung. Die Arbeit der Forscher an der UCLA soll das ändern.

Ende 2021 hat Blackstone Resources, ein Schweizer Investmentunternehmen mit Fokus auf Batterietechnologie, die Serienproduktion seiner mit 3D-Druck hergestellten Batteriezellen in seinem neuen Produktionswerk in Döbeln (Sachsen), Deutschland, angekündigt. Über die weiteren Entwicklungen im Bereich des 3D-Drucks von Batterietechnologien berichten wir auch zukünftig im 3D-grenzenlos Magazin (Newsletter abonnieren).

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