Elektrische voertuigen en de meeste elektronische apparaten, zoals mobiele telefoons en laptops, worden aangedreven door lithium-ionbatterijen. Tot nu, fabrikanten hebben hun apparaten moeten ontwerpen rond de grootte en vorm van in de handel verkrijgbare batterijen. Maar onderzoekers hebben een nieuwe methode ontwikkeld om lithium-ionbatterijen in vrijwel elke vorm te 3D-printen. Ze rapporteren hun resultaten in ACS toegepaste energiematerialen .

De meeste lithium-ionbatterijen op de markt hebben cilindrische of rechthoekige vormen. Daarom, wanneer een fabrikant een product ontwerpt, zoals een mobiele telefoon, moeten ze een bepaalde grootte en vorm aan de batterij toewijzen, wat ruimte zou kunnen verspillen en ontwerpopties zou beperken. theoretisch, 3D-printtechnologieën kunnen een heel apparaat fabriceren, inclusief de batterij en structurele en elektronische componenten, in bijna elke vorm. Echter, de polymeren die worden gebruikt voor 3D-printen, zoals poly(melkzuur) (PLA), zijn geen ionengeleiders, het creëren van een grote hindernis voor het printen van batterijen. Christoffel Reyes, Benjamin Wiley en collega's wilden een proces ontwikkelen om complete lithium-ionbatterijen te printen met een goedkope 3D-printer.

De onderzoekers verhoogden de ionische geleidbaarheid van PLA door het te infuseren met een elektrolytoplossing. In aanvulling, ze verhoogden de elektrische geleidbaarheid van de batterij door grafeen of meerwandige koolstofnanobuizen in de anode of kathode op te nemen, respectievelijk. Om het potentieel van de batterij aan te tonen, het team 3D heeft een LED-armband geprint met een geïntegreerde lithium-ionbatterij. De armbandbatterij kan een groene LED ongeveer 60 seconden van stroom voorzien. Volgens de onderzoekers is de capaciteit van de 3D-geprinte batterij van de eerste generatie is ongeveer twee ordes van grootte lager dan die van commerciële batterijen, wat te laag is voor praktisch gebruik. Echter, ze zeggen dat ze verschillende ideeën hebben om de capaciteit te vergroten, zoals het vervangen van de op PLA gebaseerde materialen door 3D-printbare pasta's.