成大材料系創新研發 3D列印電池令人驚喜
▲成大功大學材料系教授洪飛義（左二）、呂傳盛（左一）團隊，已在實驗室具體呈現3D列印電池。（圖／成大提供）
3D列印無所不印，但電池也可印，未免太跳Tone！不過，這並不是創意發想而已，成大功大學材料系教授洪飛義、呂傳盛教授團隊已在實驗室具體呈現；3D列印電池不僅簡化製程，且體積小、更重要是效率提高，電池的電容量增加、充放時間短等令人欣喜的優點。
電動汽、機車電池體積大又重，製程繁瑣費時，10多年來製程都沒有太多改變，近年來3D列印夯，其具有的省時、省耗材、迅速等特性，帶給洪飛義、呂傳盛教授新發想，以3D列印電池。
目前電動汽、機車電池其關鍵的電極製程至少4道工序，分別爲粉末合成、粉末添加黏結劑並攪拌、粉末塗覆與壓延、烘烤，前後費時約24小時。
3D列印電池，利用飛秒雷射來融化合成的粉末，攝氏溫度上萬度的飛秒雷射在融合過程，將粉末添加黏結劑並攪拌、粉末塗覆與壓延、烘烤等3道工序一次搞定，原本4道工序簡化爲2道（粉末合成＋直接列印），只需3分鐘；更令研究團隊驚喜的是，合成粉末經雷射融合，一併生成了有可增加電容量的「介金屬層」，傳統制程則需再添加額外物質，以增加電池的電容量。
洪飛義表示，3D列印電池因雷射融合生成的「介金屬層」，可有效提高電池的電容量，帶來充電快、體積小、重量輕等優點。堆疊是3D列印的特色，3D列印電池一樣可以堆疊，每一次堆疊，電容量也隨之增加，想要有多少電容量都可以自行堆疊與控制。
3D列印電池，不僅適合客製化，由於列印所需的時間很短，意味着大量列印電池的時間是有效率的，擺脫了3D列印不適合大量生產的刻板印象。
洪飛義教授、呂傳盛教授團隊研發，投入新興的鎂電池研究多年，3D列印電池也選擇以鎂粉爲電池負極材料，利用3D列印堆疊兩層鎂粉合成粉末，電池電容量可達600mAh/g以上，而採一般製程的鎂電池，電容量爲500mAh/g。改以3D列印鋰電池，堆疊兩層的電容量爲200mAh/g，一般製程的鋰電池其電容量爲155 mAh/g。
團隊經過多次的實驗確認，3D列印電池能夠提高電容量，若是採用鎂粉3D列印電池，與鋰、錳、鎳等一般製程的電池相比，其電容量最高可提高3倍。