黑石3D打印固态电池开始量产

2020年9月23日，来自瑞士的黑石资源公司（Blackstone Resources AG）宣布在3D打印锂离子固态电池方面取得了一系列具有里程碑意义的成绩。同年11月，黑石在德国德贝恩镇萨克森州的Am Fuchsloch工业园区开设了第一家3D打印电池生产工厂，配套德国的汽车制造业，将大量生产用于工业应用以及电动汽车的下一代电池。更重要的是，该工厂的运作也代表了3D打印电池工业化生产的“第一炮”。

据悉，黑石首期工厂的生产能力将达到每年0．5 GWh，到2025年，电池片的年产能达到3 GWh。这相当于为7．5万辆叉车供电，如果达到这一目标，产量将逐步提高到每年10 GWh。该公司坚信，它可以大量、低成本地生产出具有更高能量密度水平的可靠锂离子电池，其目标是使成本大大低于每千瓦时80欧元，这将代表存储技术的最终突破。

在2021年4月，黑石德国子公司Blackstone Technology GmbH对外宣称已成功打印并测试了首款可工作的固态电池，并展示了由Blackstone固态电池供电的LED灯。

△5x5平方厘米的袋式电池，带有发光二极管

在2021年6月21日，Blackstone Resources AG（SWX：BLS）宣布将子公司Blackstone Technology GmbH的电池业务扩展到美国市场，通过上市方式筹集额外资金。目前，黑石资源股份公司在瑞士证券交易所（Symbol BLS）上市，并已向黑石科技投入巨资。

黑石的3D打印电池计划曾获得欧洲“地平线2020”计划资助，在电池密度，充电周期和成本方面均取得了显著成绩。与使用液体电解质的传统电池设计相比，Blackstone Technology的3D打印工艺具有明显的优势。综合来讲，Blackstone的3D打印固态电池技术，具备以下优点：

1）  3D打印锂离子电池生产已经成熟，且有专利，在生产过程中可提供最大的灵活性；

2）可节省30％的CAPEX和10％的OPEX，而采用固态技术时，可节省70％的CAPEX和30％的OPEX；

3）世界上第一个3D打印生产工艺，可以批量生产固态电池；

4） 可将能量密度提高20％，使用固态技术时可提高100％；

5） 利用自身资源来缩短供应链，并确保长期获取电池材料；

6） 通过将干燥过程减少50％，可将能源消耗降低25％，这是电池组电池最重要的制造成本——占总能源成本的45％至57％。

△3D打印固态电池生产工作流程

毫无疑问，作为3D打印电池行业的引路人，黑石的3D打印电池技术将为固态电池的生产奠定重要基础。

2021年12月7日，黑石公司在线上发布会上宣布首个大规模3D打印锂电池工厂将开工生产。据悉，Blackstone Technology已将初始目标年产能设定为500 MWh，预计将在2022年底前完成目标。尽管尚未确定时间表，但增长计划的第二阶段目标是每年5GWh，第三阶段最终目标是超过10GWh。

△位于德国D?beln的新制造工厂。图片来自Blackstone Technology。

△Blackstone Technology的3D打印锂电池。图片来自Blackstone Technology。

2022年3月，南极熊获悉，Blackstone Resources宣布，预计最早于2025年将3D打印的钠离子电池商业化。

Blackstone此前一直主要专注于3D打印锂离子电池，现在他们已转向钠离子技术，这具有几个优势：

●原材料易获得

●制造过程环保

●制造过程更经济

●与传统制造的电池相比，能量密度更高

●电池的安全性更高

Blackstone Technology的CEO说：“钠离子技术代表了我们已经处于下一代 3D 打印电池市场的领先地位，我们很高兴再次为清洁能源和未来的碳中和交通做出创新和贡献。”

photocentric成立3D打印电池研究部门，为汽车定制燃料电池

2020年9月15日， 3D打印机和材料制造商photocentric宣布成立3D打印电池研究部门，致力于开发环保的3D打印电池，并表示会持续加大投资力度，优化3D打印燃料电池在汽车中的应用。在开展3D打印汽车电池研究之前，该公司的主要产品是感光树脂材料，并拥有专利可见光聚合（VLP）3D打印技术。据该公司研发化学主管Sarah Karmel博士介绍，通过利用其专利3D打印技术，他们可以开发出具有更强储能能力的定制汽车电池。

△Photocentric的目标是开发3D打印电池，用于特斯拉的Giga工厂内，图片来自Photocentric

Photocentric公司一直认为开发改进的储能设备，是世界上最重要的环境问题之一。目前市面上的传统电池单元体积大、重量重，而且没有针对汽车用途进行优化，这意味着汽车设计往往由可用性而非适用性决定。为实现汽车电池的低成本、大规模制造，Photocentric已经制定了增材制造燃料电池的开发计划，试图将3D打印技术整合到电池生产过程中。

△新能源汽车电池组。照片来源Photocentric

2021年5月18日，photocentric公司宣称通过光聚合实现对电池电极结构的精确控制，已经为新能源汽车和更多的产品打开了新型电池几何形状复杂化和电池组轻量化的大门。该公司3D打印电池的过程与用光聚合工艺相似，电极是使用专有的光聚合树脂进行3D打印的，这种树脂可作为商业电极粉末和导电添加剂的粘合剂。然后对生坯打印部件进行清洗和固化，接着进行脱胶和烧结，以去除聚合物，只留下活性电极材料。

Photocentric公司实际上已经开发了一个独立的3D打印电池系统，部件从打印到清洗和后处理都是自动进行的，避免了污染或损坏脆弱电极的风险。

△3D打印电池电极的微观孔隙

Photocentric公司这项可能对新能源汽车产生影响的3D打印电池项目也与它自身运营中追求可持续发展的理念相吻合。该公司的3D打印机依靠可见光而不是紫外光来固化光聚合物部件，这意味着机器的运行能耗更低。来自可再生资源的新型环保材料和回收工作也在进行中。迄今为止，这家公司所在使用的电极材料包括氧化钴锂（LCO）和钛酸锂（LTO），Karmel表示公司平台不受限于材料，也可以支持其他既定的电池化学。

Photocentric公司现在的目标是找到能够提供最佳化学成分和最有用的几何形状的行业合作伙伴，并在汽车上展示其3D打印电池。