维度网讯，美国德克萨斯大学埃尔帕索分校（The University of Texas at El Paso）的研究团队开发出一种方法，可利用3D打印技术制造各种形状的凝胶聚合物电解质。这一技术可使储能装置直接内置于电池所供电的设备中，突破标准可充电电池的尺寸限制。

研究发表在《自然》系列期刊《通讯工程》（Communications Engineering）上。凝胶聚合物电解质负责在电池电极之间传输离子，传统液态电解质需密封于刚性外壳内，限制了电池形状并存在泄漏隐患。UTEP团队将光固化树脂与锂基液体电解质结合，采用槽式光聚合（vat photopolymerization）技术逐层固化，成功制备出可打印的凝胶材料。

打印材料的离子电导率达到3.4×10⁻³西门子/厘米，与传统方法制造的电解质相当，接近其所替代液体电解质的水平。研究确定的最佳配比为树脂与电解质比例1:4，该配比在电化学性能与打印可靠性之间取得了平衡。

该团队在普通实验室空气中完成了电解质打印，材料性能保持稳定。研究人员打印了简单圆盘、开放式蜂窝状晶格及实心一厘米立方体，展示出电池在未来可穿戴设备、医疗设备或航空航天部件中的成型灵活性。

“多年来，电池的形状决定了其所供电设备的形状，”研究首席研究员、UTEP冶金、材料与生物医学工程系教师Alexis Maurel博士表示，“我们正在证明，你可以打印出任何形状的高性能电解质电池组件，并将其放置在你想要的几乎任何位置。这改变了设计师的想象空间。”

研究还揭示了溶剂选择对可打印性和电池行为的影响，这一问题在先前研究中未得到充分审视。一种配方在重复测试中表现出极佳的稳定性，为团队指明了最具潜力的研发方向。

“这项研究展示了先进制造和能源技术如何融合，为电池设计创造全新的可能性，”Miguel A. Loya工程学院院长Kenith Meissner博士评论道，“通过开发一种可扩展的方法，以几乎任何形状3D打印电池电解质，Maurel博士及其合作者正在帮助UTEP走在下一代储能研究的前沿，同时为我们的学生提供对航空航天、交通运输和先进制造未来至关重要的技术的实践经验。”

该研究由UTEP牵头，与桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）合作完成。团队计划优化配方，并将这些打印电解质集成到完整的电池单元中。该研究是Maurel专注于电池3D打印的项目组合的一部分，项目还包括来自美国国家科学基金会本科生研究经验（National Science Foundation's Research Experiences for Undergraduates）计划的劳动力发展资助，为两所院校的学生提供带薪、研究密集型的暑期实习机会，建立了UTEP与德州农工大学（Texas A&M University）之间的合作伙伴关系。