Véhicules électriques et la plupart des appareils électroniques, tels que les téléphones portables et les ordinateurs portables, sont alimentés par des batteries lithium-ion. Jusqu'à maintenant, les fabricants ont dû concevoir leurs appareils en fonction de la taille et de la forme des batteries disponibles dans le commerce. Mais les chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour imprimer en 3D des batteries lithium-ion dans pratiquement n'importe quelle forme. Ils rapportent leurs résultats dans ACS Matériaux énergétiques appliqués .

La plupart des batteries lithium-ion sur le marché se présentent sous des formes cylindriques ou rectangulaires. Par conséquent, lorsqu'un fabricant conçoit un produit, comme un téléphone portable, il doit dédier une certaine taille et forme à la batterie, ce qui pourrait gaspiller de l'espace et limiter les options de conception. Théoriquement, Les technologies d'impression 3D peuvent fabriquer un appareil entier, y compris la batterie et les composants structurels et électroniques, dans presque toutes les formes. Cependant, les polymères utilisés pour l'impression 3D, tels que le poly(acide lactique) (PLA), ne sont pas des conducteurs ioniques, créant un obstacle majeur pour l'impression des batteries. Christophe Reyes, Benjamin Wiley et ses collègues voulaient développer un procédé pour imprimer des batteries lithium-ion complètes avec une imprimante 3D peu coûteuse.

Les chercheurs ont augmenté la conductivité ionique du PLA en lui infusant une solution d'électrolyte. En outre, ils ont augmenté la conductivité électrique de la batterie en incorporant du graphène ou des nanotubes de carbone à parois multiples dans l'anode ou la cathode, respectivement. Pour démontrer le potentiel de la batterie, l'équipe a imprimé en 3D un bracelet jonc LED avec une batterie lithium-ion intégrée. La batterie du bracelet pourrait alimenter une LED verte pendant environ 60 secondes. Selon les chercheurs, la capacité de la batterie imprimée en 3D de première génération est d'environ deux ordres de grandeur inférieure à celle des batteries commerciales, ce qui est trop faible pour une utilisation pratique. Cependant, ils disent qu'ils ont plusieurs idées pour augmenter la capacité, comme le remplacement des matériaux à base de PLA par des pâtes imprimables en 3D.