3D打印鋰電池的研究現(xiàn)狀及前景展望

劉奇，陳志剛，2，羅斌

(1.邵陽學院 機械與能源工程學院，湖南 邵陽，422000；2.邵陽學院 高效動力系統(tǒng)智能制造湖南省重點實驗室，湖南 邵陽，422000)

21世紀，解決日益消耗的能源問題和日益嚴重的環(huán)境污染，是對科技創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。為了減少石油燃料消耗過程中的污染，著力發(fā)展風、光、電可持續(xù)再生能源，開發(fā)新型動力電池和高效儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)可再生能源的有效利用及合理調(diào)節(jié)，對于提高資源利用效率、預防能源危機和建設(shè)環(huán)境友好都具有重要實際意義[1]。

目前，鋰電池是新能源領(lǐng)域的重要研究對象。鋰離子電池具有循環(huán)性能好、比能量高、自放電率低、綠色環(huán)保和無記憶效應等優(yōu)點，是目前發(fā)展最快的化學儲能電源和發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮母咝Ф坞姵豙1-2]。近年來，鋰電池廣泛應用于數(shù)碼相機、便捷式小型電器、筆記本電腦及智能手機等電子設(shè)備，也應用于潛艇、航天、航空、汽車等領(lǐng)域，尤其是電動汽車的快速發(fā)展對鋰電池的性能提出了更高的要求，科研工作者們需在研發(fā)高能量密度、高安全性能的高效鋰電池這些方面深入探索。由于要找到鋰離子電池功率密度與能量密度之間的平衡關(guān)系，需對鋰電池的結(jié)構(gòu)進行個性化制造，然而傳統(tǒng)的大規(guī)模工業(yè)化手段必須為每種新的結(jié)構(gòu)形狀進行新的開模，這樣不僅僅極大的提高了設(shè)備成本和制造困難，并且很難滿足鋰電池今后各種復雜結(jié)構(gòu)制造的個性化要求。

3D打印技術(shù)是當前耳濡目染的先進制造技術(shù)之一，其作為具有先進性、前瞻性的新興技術(shù)，正在推進傳統(tǒng)工業(yè)制造和傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝發(fā)生巨大變革[3]。它的出現(xiàn)，是數(shù)字制造技術(shù)取得巨大發(fā)展的結(jié)果，是根據(jù)數(shù)字模型，通過各種可制作的可打印材料，將工件一層一層累加打印，最后成形的技術(shù)[4]。該技術(shù)適合復雜結(jié)構(gòu)的快速制造和個性化定制，并能夠?qū)崿F(xiàn)精確的實體復制，相比于傳統(tǒng)的制備鋰離子電池方式的工藝流程繁多、操作復雜等弱點，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)突破了傳統(tǒng)制造工藝的限制，許多傳統(tǒng)工藝無法實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)可通過3D打印技術(shù)方便的制造出來，在一定程度上能夠有效的解決鋰電池在規(guī)?；苽浜蛡€性化制造過程中的問題，有望成為未來鋰離子電池實現(xiàn)突破的關(guān)鍵制造技術(shù)。

1 可3D打印的電極材料

1.1 磷酸鐵鋰及其改性材料

磷酸鐵鋰(LiFePO4)是迄今為止在鋰電池電極打印上應用最多的正極材料，LiFePO4為橄欖石晶體結(jié)構(gòu)，其具有低成本、多元素、資源豐富、對環(huán)境友好、可逆性好等特點，在鋰電池的電化學能量儲存上占據(jù)著重要的位置。由其組裝的鋰電池的放電電壓達到3.4V，理論容量達到170mAh/g，在數(shù)百次循環(huán)之后沒有明顯的容量衰減，而且在充放電測試中磷酸鐵鋰具有良好的穩(wěn)定性。

由于該材料各方面都具有比較明顯的優(yōu)勢，在動力電池方面也越來越多的研究趨向于LiFePO4，則制備可打印的漿料成為關(guān)鍵。先確定鋰電池正極漿料初選成份分別有活性材料LiFePO4、溶劑去離子水、添加劑1，4二氧六環(huán)、粘接劑羥甲基纖維素鈉(CMC)。其制備過程是首先將去離子水與1，4二氧六環(huán)混合，取適量CMC溶解在混合溶液中，再用磁力攪拌棒攪拌至CMC徹底溶解；然后將預先干燥去除水分的LiFePO4粉末用高速震動球磨機球磨，以避免粉末成團并減小粉末顆粒直徑；最后把球磨后的LiFePO4粉末加入混合溶液中，并置于真空攪拌機中攪拌至充分混合均勻，按需要將攪拌后的材料過濾就可制備出打印漿料[5]。

然而，上述制備的打印漿料電導率較低，需對材料進行改性。目前，通常采用的方法是在漿料中加入氧化石墨烯或者對LiFePO4進行碳包覆和錳元素摻雜進行優(yōu)化。前者是將氧化石墨烯與磷酸鐵鋰分散于水溶液中，通過超聲和攪拌使其充分均勻混合，隨后干燥得到氧化石墨烯復合的磷酸鐵鋰材料，再通過高溫退火最終獲得石墨烯改性的磷酸鐵鋰正極活性材料。后者采用高能球磨輔助固相法合成一系列純相的共碳包覆及Mn摻雜的LiFePO4鋰電池正極材料[6-8]。通過上述方法對材料進行了改性，能夠制備導電性更加的打印漿料，有效的增加3D打印鋰電池的性能。

1.2 鈷酸鋰

鈷酸鋰是研究最深入的鋰離子電池正極材料，它具有容量高、電化學性能穩(wěn)定、放電電壓平穩(wěn)、合成簡單等優(yōu)點，是目前商品化鋰離子電池主要的正極材料。但由于鈷的資源缺乏，價格偏高且毒性大，也存在嚴重的安全隱患，只適合小容量的單位電池單獨使用，所以世界各國都在積極研究取代鈷的材料。

其打印溶液制備過程為：首先在共溶劑中加入位阻型聚合物分散劑CH10B，攪拌均勻后加入LiCoO2，在高能球磨機中球磨均勻后得到穩(wěn)定的LiCoO2懸浮液；然后以同樣的方法在共溶劑中加入位阻型聚合物分散劑CH12B，攪拌均勻后加入導電劑乙炔黑，在高能球磨機中球磨得到穩(wěn)定的乙炔黑分散液；最后將上述兩種溶液按一定體積比混合后添加適量的水溶性的粘合劑竣甲基纖維素的鈉鹽(CMCS)，進行超生分散后靜置一段時間，即可得到穩(wěn)定可打印的油墨。其中共溶劑組成分別有蒸餾水、無水乙醇、一縮二乙二醇、異丙醇、三乙醇胺，試驗中所用的典型的共溶劑配比(質(zhì)量百分比)為蒸餾水∶無水乙醇∶一縮二乙二醇∶異丙醇∶三乙醇胺=56∶18∶5∶1∶1[9]。用該油墨打印出來的LiCoO2薄膜電極經(jīng)輕微熱處理之后，電極表面的空隙率會明顯增大，鋰離子嵌入脫出的路徑空間也會更廣，有效地提高了能量密度嵌鋰容量，最為顯著的是充放電穩(wěn)定性得到了明顯的改善。

1.3 鈦酸鋰

鈦酸鋰是一種研究較多的含鋰負極材料，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在充放電過程中體積一般不發(fā)生任何改變，因此具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性能，同時對環(huán)境清潔環(huán)保、資源豐富。用負極材料鈦酸鋰制備可打印墨水的過程與上述正極材料鈷酸鋰相同，都是用乙炔黑作為導電劑，最后制的漿料可順利進行后續(xù)的打印操作。但是，其制備的打印漿料也存在著電子電導率低，大電流充放電性能差的缺點，對材料的改性研究通常是在鈦酸鋰中加入適量的氧化石墨烯[10]。在電極材料中加入氧化石墨烯，所制備的打印漿料打印出的電極具有良好的電導率，其實際比容量接近材料的理論比容量。

1.4 中間相炭微球

中間相炭微球(MCMB)是一種極具開發(fā)潛力和應用前景的鋰電池負極材料，其結(jié)構(gòu)呈球狀，堆積密度大，比表面積小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此制作的電池比容量更高，安全性能更強。

其制備打印墨水過程是：將MCMB、導電劑super P按照一定比例的稱量放置到研缽中，根據(jù)質(zhì)量分數(shù)向研缽中加入溶質(zhì)為PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液，并在研缽中研拌；待材料混合均勻后將混合溶劑移出至燒杯中，在干燥箱中以80℃恒溫加熱溶液至粘稠形態(tài)，即可得到打印漿料[11]。負極活性材料確定為MCMB∶super P∶PVDF為89∶6∶5，制備出的打印漿料流變特性良好，打印性能穩(wěn)定。

1.5 三元鎳鈷錳酸鋰

三元鎳鈷錳酸鋰材料(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)具有比容量高、高電壓下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性較好等優(yōu)點，也因其優(yōu)異的能量密度、較大的理論容量，是目前看來最有應用前景的一種鋰離子電池正極材料[12]。

其制備打印墨水過程是：取適量無水乙醇與三元鎳鈷錳酸鋰材料混合，置于球磨罐中以體積比7∶1的球料比例在自轉(zhuǎn)速度1 200r/min下球磨2h細化顆粒，再使用離心機將球磨后的分散液進行兩次離心處理，并將其在200℃下干燥4h獲得所需要的細小顆粒；然后將細化處理后的細小顆粒與石墨進行混合并采用干法球磨；接著選取去離子水、乙二醇、丙三醇作為分級揮發(fā)性溶劑體系，與分散劑、消泡劑混合，之后與羥乙基/羥丙基纖維素(質(zhì)量分數(shù)為 1∶1混合使用)的增稠劑混合均勻，制備出水溶性載體；最后在常溫常壓下與添加石墨后的三元鎳鈷錳酸鋰經(jīng)機械攪拌后均勻混合，獲得正極打印墨水[13]。

1.6 其它儲能材料

三維石墨烯優(yōu)異的力學和物理性能使其成為理想的儲能材料，因具有大比表面積、高電導率，已經(jīng)被廣泛應用于鋰離子電池、超級電容器、鋰硫電池等儲能電源中。然而，隨著儲能電源的應用發(fā)展，對其個性化制造和性能要求越來越高，因此采用3D打印技術(shù)制備石墨烯，并將其應用到鋰離子電池和超級電容器上成為當今一大熱點。

目前，一般使用3D直寫技術(shù)制備石墨烯，由于石墨烯墨水黏度性差，可打印性不夠，可在氧化石墨烯、納米石墨烯粉末與添加劑混合形成的“墨水”中加入導電聚合物，提高“墨水”可打印性，同時控制“墨水”PH值的變化[14]。JAKUS等[15]采用直寫打印技術(shù)，在二氯甲烷(DCM)中混入不同比例石墨烯與石墨烯/聚酯聚丙烯酸酯-共乙二醇(PLG)，隨后在溶液中加入表面活性劑2-丁氧基乙醇以及塑化劑酞酸二丁酯，均勻攪拌混合溶液直到靜態(tài)剪切速率黏度達到要求，從而制備出了PLG復合材料。ESTHER[16]研究團隊同樣采用直寫打印技術(shù)，觀察共聚物在酸性不同的環(huán)境下，利用凝聚狀態(tài)的改變及其機械強度的特點，最終成功實現(xiàn)了石墨烯3D打印，制備出了氧化石墨烯與共聚物BCS的復合材料。

研究表明，可用于3D打印工藝的氧化石墨烯溶液，其溶液PH值較高且擁有獨特的黏彈性行為。2015年，ZHU等[17]采用直寫打印技術(shù)以高濃度氧化石墨烯為打印墨水，打印出具有優(yōu)異可壓縮性的三維石墨烯。2016年，ZHU等[18]在原有高濃度氧化石墨烯基礎(chǔ)上，在溶液中摻入不同比例的石墨烯納米片，打印出了進一步提高其電導率的三維石墨烯。

石墨烯氣凝膠是在石墨烯的基礎(chǔ)之上研發(fā)的一種新型多孔納米塊材料，由于其質(zhì)量輕、空隙率高、表面積高、良好的彈性以及導電性能，使其在儲能、電化學等領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。LEWIS等[19]采用溶膠-凝膠法制備出了電化學性能優(yōu)異的石墨烯氣凝膠，并且有效保持了其比表面積與單層石墨烯的理論數(shù)值相近。JIANG等[20]采用一種簡易的離子凝膠方法，把微量鈣離子添加劑作為凝膠劑，使水性的氧化石墨烯溶膠轉(zhuǎn)化為可打印的凝膠油墨，在室溫下，石墨烯氣凝膠微晶格的自支撐3D結(jié)構(gòu)可在空氣中直接打印。TANG等[21]提出了一種對于復雜結(jié)構(gòu)石墨烯氣凝膠和石墨烯基混合維數(shù)的混合氣凝膠的3D打印方法，通過開發(fā)混合油墨和打印方法，使混合維數(shù)的混合物具有可打印性，且能夠解決多種組合物的不均勻性以及后期添加劑處理過于復雜嚴苛的問題。

還有一些可打印材料在儲能裝置中也得到應用，如AHN等[22-23]用銀納米顆粒制備可打印墨水打印了具有跨越及拱形結(jié)構(gòu)的微電極。如圖1是打印在硅太陽能微電池陣列上的銀微電極；用Sn摻雜In2O3(ITO)制的打印漿料，利用3D直寫打印ITO微電極，圖2是打印在硅塊上的 ITO微電極。

圖1 銀微電極和太陽能微電池Fig.1 Silver microelectrodes and solar microcells

圖2 打印在硅塊上的 ITO 微電極Fig.2 ITO microelectrodes printed on Silicon block

2 國內(nèi)外3D打印鋰電池的研究進展

哈佛大學的科學家們早在2013年6月首次推出3D打印鋰離子電池。其SUN等[24]主研發(fā)了一種氣動式直寫3D打印機，并且利用該打印機分別打印了正極材料為LiFeP04，負極材料為Li4Ti5012的正負電極，制造了片狀交錯式的三維鋰離子電池(圖3所示)。其原理是利用壓縮空氣作為動力源將打印漿料從噴嘴中以連續(xù)細絲的形式擠出，通過計算機輔助軟件控制噴頭進行三維運動，最終打印出鋰電池。該課題組首先制備了可打印性的正負極漿料，該打印漿料流變性能良好且適合擠出成型，然后通過直徑為30μm的圓柱形噴嘴將正負極漿料分別打印在玻璃基底上，該課題組分別打印了8層和16層的電池，電化學性能測試結(jié)果顯示電池正負極的電導率分別為2.1×105Ω·cm和2.3×103Ω·cm，能量密度達到9.7Jcm-2，功率密度達到2.7mWcm-2，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。

圖3 打印的三維鋰電池Fig.3 Three-dimensional Lithium batteries printed

為了提高電池的電導率，馬里蘭大學的FU等[10]在磷酸鐵鋰和鈦酸鋰電極漿料中分別加入氧化石墨烯，制備了具有更高電導率的正極LiFeP04/氧化石墨烯復合漿料和負極Li4Ti5012/氧化石墨烯復合漿料，該研究是第一個制備出具有高粘度和最佳粘彈性的GO基電極墨水。流變學研究表明，基于GO的電極油墨保持高表觀粘度，同時表現(xiàn)出優(yōu)異的剪切稀化行為，在相對長的時間段內(nèi)有著顯著的油墨儲存，以及良好的損失模量穩(wěn)定性?；谝陨喜牧?，打印了尺寸為7mm×3mm的片狀電極交錯式鋰離子電池，如圖4所示。通過電化學性能測試表明，電池的初始充電和放電容量分別為117mAh·g-1和91mAh·g-1，表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性，在1/18C放電速率下，正極漿料和負極漿料的比容量分別為160mAh·g-1和170mAh·g-1，接近材料的理論比容量。

圖4 3D打印的鋰電池Fig.4 Lithium batteries printed by 3D

北京大學深圳研究生院的HU等[25]對LiFeP04進行碳包覆和錳元素摻雜的性能優(yōu)化，制備了改性的LiMnl-XFeXP04@C(LMFP)打印復合漿料，并利用直寫3D打印技術(shù)制備了半電池(圖5所示)，其在超高倍率100C的放電情況下，容量高達108mAh·g-1，且在100C倍率下循環(huán)放電1000次之后，仍能保持150mAh·g-1的高容量。另外，該研究組利用偽二維隱馬爾可夫模型有效地解釋了該研究組3D打印鋰離子電池具有高容量和高倍率性能的原因，并提出了等效擴散系數(shù)這一概念，用來描述鋰離子擴散情況，其受到鋰離子與電極界面反應、鋰離子在電解液中的擴散系數(shù)、鋰離子在電極活性材料內(nèi)的固相擴散系數(shù)等因素的影響，而其中鋰離子在電解液中的擴散系數(shù)又受到鋰離子在電解液中的本征擴散系數(shù)、電極厚度以及電極孔隙率等因素的制約。研究發(fā)現(xiàn)固相擴散系數(shù)是控制鋰離子擴散的關(guān)鍵系數(shù)，但當電極厚度較厚或在高倍率充放電時，鋰離子無法通過固相擴散貫穿電極，因此，電解液的連通性和在電極內(nèi)的分布情況會對鋰離子擴散過程產(chǎn)生關(guān)鍵的影響，電解液的分布應盡可能的與電極活性材料發(fā)生電化學反應。

圖5 3D打印鋰電池的過程Fig.5 The process of 3D printing Lithium battery

2017年，哈爾濱工業(yè)大學的王一博研究組提出了利用3D打印直寫技術(shù)制備超厚分級孔鋰離子電池電極的新方法，其孔隙扭曲度為1。該研究小組采用氧化石墨烯作黏度調(diào)節(jié)劑，磷酸鐵鋰作電極活性材料，配制了具有可打印性的“墨水”，其具有較高的表觀黏度和存儲模量平臺值，并且有著較為明顯的剪切變稀行為。該電極是以預先設(shè)定的運動軌跡，通過被擠出的絲狀熔融態(tài)“墨水”層層累積成形，如圖6所示。其相鄰兩層“墨水”打印方向相互垂直，然后通過對其微結(jié)構(gòu)的精確控制，在厚度方向上就會形成直徑為微米級，扭曲度為1且有序分布的豎直分級孔道結(jié)構(gòu)，這種孔道結(jié)構(gòu)可使電極傳輸電荷的電阻以及充放電電壓平臺差明顯降低。電化學測試結(jié)果表明，該電極負載量高達21mg/cm2，在電流密度為50mA/g時，接近LFP理論容量，保持放電容量約170mAh/g，為解決離子、電子傳輸與電極厚度之間的矛盾提供了研究途徑[26-28]。該方法可制備出多種類型的鋰電池電極，且成本低、簡便易做、具有普遍適用性，為高性能、高負載量鋰離子電池的生產(chǎn)制造提供了新的研究方向。

圖6 3D打印超厚分級孔電極結(jié)構(gòu)示意圖Fig.6 Structural diagram of ultra-thick classified hole electrode printed by 3D

2018年，王一博小組繼續(xù)研究3D打印鋰電池，并且提出利用擠出式3D打印技術(shù)制備紡織物結(jié)構(gòu)的自支撐柔性鋰離子電池電極的新方法，如圖7所示。其采用高濃度的聚偏氟乙烯(PVDF)作為黏度調(diào)節(jié)劑、碳納米管(CNT)作為導電劑、磷酸鐵鋰或鈦酸鋰作為電極活性材料，配制了具有可打印性的“墨水”，其表觀黏度接近105Pa·s，該“墨水”表現(xiàn)出明顯的剪切變稀行為，同時存儲模量平臺值也高達105Pa，其優(yōu)異的流變學性質(zhì)對于打印和固化過程十分有利。電化學測試結(jié)果表明[29]，兩種打印電極具有穩(wěn)定且十分匹配的充放電比容量，因此由二者組裝的鋰電池也具有高達108mAh·g-1的放電比容量，彎曲后，在同樣的電流密度下其放電比容量約為111mAh·g-1。其打印的電極具有出色的電化學性能，特別是在彎折等形變情況下依然可保持穩(wěn)定的容量輸出，這為其在柔性/可穿戴電子領(lǐng)域的應用提供了可能性，也為柔性鋰離子電池的制備提供了一種簡單、快捷、低成本且精準的新方法。

圖7 3D打印電極全電池示意圖Fig.7 Full-cell schematic diagram of 3D printing electrode

前面所介紹的3D打印鋰電池，都是采用3D直寫打印技術(shù)，3D直寫技術(shù)以其調(diào)配各種獨特打印墨水和靈活多樣的打印方式，在鋰電池、太陽能微電池、電容器、微電極、光子晶體等諸多研究領(lǐng)域進行了廣泛應用。與其他3D 打印技術(shù)原理不同，3D 直寫技術(shù)一方面可通過G代碼直接設(shè)置打印參數(shù)(如路徑、壓力、速度等)，最后實現(xiàn)三維空間全方位打印，另一方面也可以通過對模型進行切片后，再層層打印[30]。3D 直寫技術(shù)也面臨著很多機遇和挑戰(zhàn)，它以打印結(jié)構(gòu)更復雜、尺寸適應性更強、打印速度更快為目標，這為人類更好地應用先進技術(shù)，將虛想轉(zhuǎn)化為實際提供了更多的可能。

3 3D打印技術(shù)面臨問題及發(fā)展方向

通過對國內(nèi)外3D打印鋰電池的分析，總的來看，將3D打印技術(shù)應用于高容量與高功率密度鋰離子電池的開發(fā)，是一項大膽而又富有前景的創(chuàng)新，但目前依然存在著一些問題，需要從以下幾個方面進行深入研究。

1)目前商業(yè)通用的打印機，只適合單體使用，只能滿足單種材料的打印，鋰離子電池的制造無法在一臺設(shè)備上完成，制備過程周期加長，對于鋰離子電池這種需要多種功能材料集成的功能需求還不滿足。因此對鋰離子電池3D打印設(shè)備進行功能分解，改進各個子系統(tǒng)，包括成型室系統(tǒng)，三軸運動系統(tǒng)，材料輸送系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)，搭建完整的鋰電池打印平臺，研發(fā)一體化打印設(shè)備是值得研究的方向。

2)由于能夠進行打印的鋰電池材料較少，因此選擇合適的正負極活性材料、溶劑以及添加劑(導電劑和粘接劑)，開發(fā)適合鋰電池3D打印材料體系是一個重要的研究方向。

3)常規(guī)的正負極漿料可能無法滿足打印的需求，制備出可打印的鋰電池電極漿料，研究材料配比對流變性能的影響，開發(fā)出分散均勻的、流變性能穩(wěn)定的3D打印漿料是另一項需要研究的工作。

4)鋰離子電池是多種材料混合制備而成，則存在不同的制造工藝方法、工藝參數(shù)以及不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)對鋰電池的容量和功率的影響問題，同時也存在不同材料集成在一起會存在工藝不兼容而相互影響的問題。選擇最優(yōu)的制備鋰離子電池的工藝方法，獲得最合適的打印工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，研究出工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)對鋰離子電池單位面積容量和功率密度的影響規(guī)律，解決集成工藝的兼容性問題(溶劑、溫度、時間等相互影響)，這是一個必須開展的研究方向。

4 展望

鋰離子電池等綠色能源已經(jīng)逐步代替燃油能源應用于諸多行業(yè)領(lǐng)域，原傳統(tǒng)鋰離子電池在消費類電子產(chǎn)品里的市場，已經(jīng)被電動交通所取代，包括電動汽車、混合動力汽車、電動巴士、電動卡車以及電動自行車等，在未來幾十年，電動交通產(chǎn)業(yè)在鋰離子電池的整體市場份額將持續(xù)上漲[31]。3D打印技術(shù)是目前備受矚目的先進制造技術(shù)之一，其在個性化和規(guī)模化制造方面有著巨大優(yōu)勢，相比于傳統(tǒng)的制備鋰離子電池方式的工藝流程繁多、操作復雜等弱點，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)使突破以上限制成為可能，有望成為未來鋰離子電池實現(xiàn)突破的關(guān)鍵制造技術(shù)。

今后，研發(fā)多功能鋰電池3D打印設(shè)備，開發(fā)適合3D打印材料體系，探討最合適的打印工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)是持續(xù)推動鋰離子電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的關(guān)鍵，鋰離子動力電池已成為世界各國競相發(fā)展和投資的新興產(chǎn)業(yè)。在鋰離子電池生產(chǎn)制造的同時，對研發(fā)高比容量和高比功率的鋰電池要求越來越高，同時低成本，簡易制造程序的工藝方法也能夠幫助鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)在市場占有一席之地。