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Die Sakuu Corporation arbeitet an 3D-gedruckten Feststoffbatterien für Elektrofahrzeuge und andere Anwendungen. Jetzt hat das kalifornische Unternehmen die Zulassung von neuen Patenten bekanntgegeben, die Festkörperbatterien günstiger, leistungsfähiger und nachhaltiger machen.
Bei den drei neuen Patenten handelt es sich um eine hybride Feststoffzelle, ein additives Fertigungssystem für aktive Geräte wie Mikroreaktoren oder Feststoffbatterien, sowie um einen neuartigen elektrofotografischen Multiwerkstoff-3D-Drucker, der den Materialaufwand deutlich reduziert.
Hybride Festkörperzelle
Beim ersten Patent von Sakuu geht es um eine monolithische Batteriezelle aus Keramik. Sie besteht aus einem Aufnahmeraum für Anode und Kathode sowie einen Separator. Das ermöglicht höhere Ladegeschwindigkeiten ohne das Sicherheitsrisiko, das bei Lithium-Ionen-Batterien besteht. Dieses Patent ergänzt zwei bestehende Batteriepatente von Sakuu, die integrierte Zellstapelbatterie und die monolithische Festkörperbatterie. Gemeinsam ermöglichen diese Strukturen eine höhere Energiedichte für Festkörperakkus, ohne die Stabilität und Lebensdauer zu beeinträchtigen.
Additives Fertigungssystem
Das zweite neue Patent ist für ein dreidimensionales AM-System. Es ermöglicht es, dünne Einzelschichten einfach auf einer Montageplatte zu einem dreidimensionalen, aktiven Gerät zu verbinden. So lassen sich dreidimensionale Geräte mit einem effizienten Materialeinsatz und geringerem Gewicht herstellen. Dieses Patent beinhaltet auch ein Trägersubstrat, das es ermöglicht, einzelne Schichten separat herzustellen und dann auf der Montageplatte zu einem Stapel zusammenzufügen.
Multiwerkstoff-3D-Drucker
Das dritte Patent, ein elektrofotografischer 3D-Drucker, kann Festkörperbatterien mit gleicher Energiedichte wie Lithium-Ionen-Akkus herstellen. Sie sind jedoch nur halb so groß und um ein Drittel leichter. Die Elektrofotografie kann dünne Schichten großflächig und schnell mit sehr hoher Präzision drucken, ist also ideal für Anwendungen wie das Drucken von Festkörperbatterien und anderen aktiven Geräten. Das Besondere am neuen 3D-Drucker von Sakuu: Er kann verschiedene Materialien wie Keramik, Metall und Polymere verarbeiten, die bisher nicht für die Elektrofotografie geeignet waren. Das öffnet den Markt für Bauteile, die sich bis jetzt nicht über 3D-Druck herstellen ließen.
Um mit diesem Drucker Feststoffbatterien herzustellen, werden 30 bis 50 Prozent weniger Material benötigt. Damit lässt sich die gleiche Energieleistung wie bei Lithium-Ionen-Akkus erzielen, aber deutlich günstiger und auch nachhaltiger, denn das Verfahren erlaubt ein leichteres Recycling der Keramiken und Metalle. Zudem enthalten die 3D-gedruckten Batterien von Sakuu keine Polymere oder Graphit, so dass kein Verbrennungs- oder Deponiemüll anfällt.
Der 3D-Drucker kann nicht nur Feststoffbatterien, sondern auch Funktionsbauteile fertigen. Zum Beispiel Sensoren und Elektromotoren für Autos sowie für Luft- und Raumfahrt, Temperatur- und Drucksensoren für das Internet der Dinge, oder Pathogendetektoren und Mikrofluidvorrichtungen, die in der Medizin benötigt werden.
Quellen / Weiterlesen
Sakuu Corporation mit drei neuen Patenten für hybride Festkörperzelle und additive Fertigungssysteme | 3D-grenzenlos Magazin
Sakuu Corporation stellt Multiwerkstoff-3D-Drucker für Herstellung von Feststoffbatterien für Elektrofahrzeuge vor | 3d-grenzenlos Magazin
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