突破儲能瓶頸！多模態(tài)DIW墨水直寫3D打印技術(shù)助力深圳大學(xué)增材制造研究所團(tuán)隊(duì)打造超級電容器新標(biāo)桿

發(fā)布時(shí)間：2025-05-08 瀏覽量：分享到：

革新儲能技術(shù)：墨水直寫3D打印推動高性能非對稱超級電容器發(fā)展

能源存儲技術(shù)

突破儲能瓶頸！多模態(tài)DIW墨水直寫3D打印技術(shù)助力深圳大學(xué)增材制造研究所團(tuán)隊(duì)打造超級電容器新標(biāo)桿

將材料科學(xué)與先進(jìn)制造深度融合，開啟能源存儲的"智造"時(shí)代

研究背景：能源存儲的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

全球能源轉(zhuǎn)型下的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

當(dāng)前挑戰(zhàn)

可再生能源的間歇性問題
傳統(tǒng)電極材料能量密度低
微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控困難

超級電容器優(yōu)勢

高功率密度
快速充放電
長循環(huán)壽命

技術(shù)突破點(diǎn)

DIW墨水直寫3D打印技術(shù)

精準(zhǔn)控制材料分布與微觀結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度極高

可精確調(diào)控孔隙分布和比表面積

提升電荷傳輸效率

深圳大學(xué)增材制造研究所團(tuán)隊(duì)利用DIW墨水直寫3D打印技術(shù)成功制備出SiOC/Bi?O?納米復(fù)合材料電極，實(shí)現(xiàn)了非對稱超級電容器（ASC）性能的跨越式提升。

文章來源：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159949《Chemical Engineering Journal》

材料設(shè)計(jì)創(chuàng)新

SiOC陶瓷基體

高溫裂解硅氧烷前驅(qū)體獲得

高比表面積
優(yōu)異熱穩(wěn)定性
豐富電荷存儲活性位點(diǎn)

Bi?O?納米顆粒

過渡金屬氧化物

高理論電容
快速氧化還原反應(yīng)特性

復(fù)合協(xié)同效應(yīng)

SiOC/Bi?O?異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)

降低電荷傳輸勢壘

電荷傳輸阻力顯著降低

離子擴(kuò)散速度提升

3D打印互聯(lián)多孔網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化電荷分布

DIW墨水直寫3D打印技術(shù)優(yōu)勢

精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)調(diào)控

優(yōu)化墨水配方(75%活性材料+15% PVDF+10%導(dǎo)電碳)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定打印

微米級孔隙設(shè)計(jì)

互聯(lián)孔道(7.8 nm)和分級孔隙結(jié)構(gòu)，表面積達(dá)110.4 m2/g

高效制造流程

直接泡沫鎳基底打印，簡化生產(chǎn)流程，降低成本

性能表現(xiàn)：數(shù)據(jù)驅(qū)動的技術(shù)競爭力

革命性的電化學(xué)性能突破

能量密度

媲美鋰離子電池

98.2 Wh/kg

1 A/g電流密度下

傳統(tǒng)電極

54.6 Wh/kg

提升73%

循環(huán)壽命

長期穩(wěn)定性

95.55%

5,000次充放電后

傳統(tǒng)電極

~90%

功率密度

快速充放電能力

882.4 W/kg

電荷存儲機(jī)制

電容貢獻(xiàn)占比78%

表面驅(qū)動的快速電荷存儲

行業(yè)影響：DIW墨水直寫3D打印技術(shù)引領(lǐng)儲能未來

顛覆性技術(shù)帶來的廣泛應(yīng)用前景

定制化電極設(shè)計(jì)

通過調(diào)整墨水成分和打印參數(shù)，靈活適配不同儲能體系

鋰硫電池鈉離子電池超級電容器

綠色制造工藝

減少材料浪費(fèi)，避免傳統(tǒng)涂布工藝中有機(jī)溶劑的使用

符合可持續(xù)發(fā)展需求

規(guī)?；瘧?yīng)用前景

兼容柔性電子、微型器件等多樣化場景

可穿戴設(shè)備電動汽車智能電網(wǎng)

技術(shù)發(fā)展路線

材料優(yōu)化階段

2023-2025

擴(kuò)展材料庫，提升墨水配方穩(wěn)定性

工藝升級階段

2025-2027

提高打印精度和速度，實(shí)現(xiàn)中試生產(chǎn)

產(chǎn)業(yè)化落地階段

2027-2030

建立完整產(chǎn)業(yè)鏈，推動商業(yè)化應(yīng)用

結(jié)語：開啟能源存儲的"智造"時(shí)代

3D打印技術(shù)成為能源革命的核心驅(qū)動力

DIW墨水直寫3D打印技術(shù)將材料科學(xué)與先進(jìn)制造深度融合，為高性能儲能器件開發(fā)開辟了新范式。隨著該技術(shù)在材料兼容性、打印精度和大規(guī)模生產(chǎn)上的持續(xù)優(yōu)化，未來有望推動能源存儲行業(yè)從"實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新"邁向"工業(yè)化落地"，加速全球清潔能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

這項(xiàng)研究不僅是一項(xiàng)科學(xué)突破，更標(biāo)志著3D打印技術(shù)正式成為能源革命的核心驅(qū)動力。

未來研究方向

多材料集成打印技術(shù)
規(guī)?；a(chǎn)工藝優(yōu)化
柔性可穿戴儲能器件開發(fā)

潛在合作領(lǐng)域

新能源汽車電池系統(tǒng)
智能電網(wǎng)儲能解決方案
微型電子設(shè)備電源

深圳森工科技有限公司（以下簡稱“森工科技”）成立于2012年，是一家專注于科研型3D打印設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的國家級高新技術(shù)企業(yè)。森工科技秉持以技術(shù)創(chuàng)新為核心，產(chǎn)品涵蓋DIW墨水直寫3D打印設(shè)備、BJ粘結(jié)劑噴射3D打印設(shè)備、數(shù)字光處理（DLP 3D打印設(shè)備）以及熔融沉積成型（FDM 3D打印設(shè)備）等多種技術(shù)路線，能夠滿足生物醫(yī)療3D打印、食品3D打印、藥品3D打印、新能源3D打印、金屬材料3D打印、無機(jī)材料與高分子新材料3D打印等領(lǐng)域的多樣化科研需求。森工科技致力于成為全球高端科研型3D打印設(shè)備及方案提供商，為高等院校、科研院所、醫(yī)院等科研機(jī)構(gòu)提供先進(jìn)的3D打印設(shè)備及解決方案，持續(xù)推動增材制造技術(shù)在科學(xué)研究與工業(yè)應(yīng)用中的創(chuàng)新與發(fā)展。

99久久精品自在自看国产,欧美A级AⅤ99久久,日本免费特黄欧美片,av一本在线免费观看,亚洲精品日韩专区在线观看,国产成人亚洲精v品无码