Estes 3D

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A startup do Vale do Silício, Sakuu, desenvolveu uma plataforma de impressão 3D que, segundo ela, pode produzir baterias de estado sólido em massa, em qualquer forma e tamanho – finalmente nos permitindo aproveitar os muitos benefícios da tecnologia.

"Acreditamos que temos a única solução conhecida para fabricar baterias de estado sólido em escala com nossa nova plataforma Kavian", disse Robert Bagheri, fundador e CEO da Sakuu.

Baterias de estado sólido: A maioria dos dispositivos alimentados por bateria de hoje depende de baterias de íon-lítio, que se degradam rapidamente, demoram muito para carregar e, às vezes, podem pegar fogo. Isso os torna menos do que ideais para veículos elétricos (EVs), armazenamento de energia renovável e outros usos para combater as mudanças climáticas.

As baterias de estado sólido podem desafiar o domínio do íon-lítio.

"Acho que as baterias de estado sólido são um dos tópicos mais importantes que me deixam super empolgado."

Eles têm as mesmas partes básicas: um cátodo carregado positivamente, um ânodo carregado negativamente, um separador entre os dois e um eletrólito que transporta a corrente do cátodo para o ânodo (e vice-versa quando a bateria está carregando).

A diferença em uma bateria de estado sólido é o eletrólito: ao invés de ser um líquido ou gel, é um material sólido.

Por que isso importa:As baterias de estado sólido têm muitas vantagens sobre suas contrapartes de íon-lítio - elas não se degradam tão rapidamente, têm tempos de carga mais curtos e representam menos riscos à segurança.

Eles também têm uma densidade de energia maior, o que significa que podem armazenar mais energia ou reduzir o tamanho de nossas baterias. Isso pode ser enorme para veículos elétricos, onde o tamanho e o peso da bateria são um grande problema - baterias pesadas são um grande obstáculo ao alcance.

“Acho que as baterias de estado sólido são um dos tópicos mais importantes que me deixam super empolgado”, disse Venkat Srinivasan, diretor do Centro Colaborativo do Laboratório Nacional de Argonne para ciência de armazenamento de energia, ao Hard Reset da Freethink.

O desafio: várias startups já demonstraram os benefícios das baterias de estado sólido no laboratório, e até vimos essas baterias implantadas em marca-passos, relógios inteligentes e outros dispositivos pequenos.

Se quisermos começar a usar baterias de estado sólido em smartphones, veículos elétricos e muito mais, precisamos ser capazes de produzi-las em massa – e ninguém descobriu uma maneira comercialmente viável de aumentar sua produção ainda.

"Acreditamos que temos a única solução conhecida para a fabricação de baterias de estado sólido em escala."

Uma das principais razões para isso é que o método frequentemente usado para produzir baterias de íon-lítio em massa - colocar os componentes da bateria em cima de um substrato flexível - não é ideal para combinar as partes de uma bateria de estado sólido.

"Se você tentar construir isso usando folhas de materiais individuais, é muito difícil conseguir interfaces que funcionem corretamente, especialmente na escala que você precisa, normalmente de 20 a 30 mícrons de espessura", Dave Pederson, vice-presidente de marketing e desenvolvimento de negócios da Sakuu, disse Manufatura Aditiva.

“Eles são muito difíceis de manusear e é muito difícil garantir que eles toquem adequadamente sem o uso de líquidos”, continuou ele.

O que há de novo?Em vez de empilhar componentes individuais da bateria em camadas, a plataforma Kavian da Sakuu usa impressão 3D para montar os materiais necessários para projetos de íon-lítio, metal-lítio ou estado sólido em uma camada, um processo que a empresa chama de "SwiftPrint".

"A plataforma Kavian pode imprimir cerâmica, vidro, metais e polímeros - na mesma camada", disse Arwed Niestroj, vice-presidente sênior de capacitação do cliente da Sakuu, à TCT Magazine.

“Os processos convencionais de manufatura aditiva executam cada etapa da impressão 3D em série, enquanto a Kavian executa todas as etapas em paralelo, permitindo um modelo simplificado que economiza energia, custo, mão de obra, materiais e tempo, além de aumentar a qualidade e a confiabilidade”, acrescentou.