Veicoli elettrici e la maggior parte dei dispositivi elettronici, come telefoni cellulari e computer portatili, sono alimentati da batterie agli ioni di litio. Fino ad ora, i produttori hanno dovuto progettare i propri dispositivi in ​​base alle dimensioni e alla forma delle batterie disponibili in commercio. Ma i ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo per stampare batterie agli ioni di litio in 3D praticamente in qualsiasi forma. Riportano i loro risultati in Materiali energetici applicati ACS .

La maggior parte delle batterie agli ioni di litio sul mercato ha forme cilindriche o rettangolari. Perciò, quando un produttore sta progettando un prodotto, come un telefono cellulare, deve dedicare una certa dimensione e forma alla batteria, che potrebbe sprecare spazio e limitare le opzioni di progettazione. Teoricamente, Le tecnologie di stampa 3D possono fabbricare un intero dispositivo, compresa la batteria e i componenti strutturali ed elettronici, in quasi tutte le forme. Però, i polimeri utilizzati per la stampa 3D, come l'acido polilattico (PLA), non sono conduttori ionici, creando un grosso ostacolo per la stampa delle batterie. Christopher Reyes, Benjamin Wiley e colleghi volevano sviluppare un processo per stampare batterie complete agli ioni di litio con una stampante 3D economica.

I ricercatori hanno aumentato la conduttività ionica del PLA infondendolo con una soluzione elettrolitica. Inoltre, hanno potenziato la conduttività elettrica della batteria incorporando grafene o nanotubi di carbonio a parete multipla nell'anodo o nel catodo, rispettivamente. Per dimostrare il potenziale della batteria, il team ha stampato in 3D un braccialetto a LED con una batteria agli ioni di litio integrata. La batteria del braccialetto potrebbe alimentare un LED verde per circa 60 secondi. Secondo i ricercatori, la capacità della batteria stampata in 3D di prima generazione è di circa due ordini di grandezza inferiore a quella delle batterie commerciali, che è troppo basso per l'uso pratico. Però, dicono di avere diverse idee per aumentare la capacità, come sostituire i materiali a base di PLA con paste stampabili in 3D.