黑石科技近年来引起了不小的轰动。该初创公司承诺使用3D打印以经济高效且节省资源的方式批量生产电池，但这个成功故事好得令人难以置信。3D打印技术参考根据电池行业的全球在线杂志Batteries News于2023年6月发布的消息，Blackstone Technology已申请破产。

据WirtschaftsWoche报道，84个债权人要求其偿还约1600万欧元。Blackstone Technology破产管理人宣布将对生产设施进行招标，但在公司所在地的德国Döbeln没有找到买家。

分析指出，黑石可能严重高估了其技术能力，其在2021年就声称实现了锂离子电池的批量3D打印生产。检察官办公室正在调查补贴欺诈案，黑石总共获得了超过3000万的补贴。WirtschaftsWoche还怀疑3D打印电池的批量生产可能从未在Döbeln进行过。该杂志机构在2023年5月份发布过一份详细报告。

一. 电池3D打印引国内新能源行业关注

电池3D打印是近年来兴起的新的热点。在国外，德国Blackstone Technology、美国Sakuu以及美国6K Additive均是知名参与者；在国内， 3D打印技术参考注意到，目前知名的新能源技术开发商均有开展3D打印电池研究的动向。

2023年12月，宁德时代发布招聘3D打印工程师的信息。

2022年10月，蔚来汽车成立了一家名为蔚来电池科技的新公司，注册资本20亿人民币，经营范围包含电池制造、合成材料制造、增材制造装备制造和销售以及模具制造和销售等。

2023年5月，比亚迪成立贵安新区弗迪电池有限公司，注册资本5000万人民币，经营范围含储能技术服务、智能输配电及控制设备销售、电子专用材料销售、增材制造装备制造等。

除此之外，中科院大连化学物理研究所、中科院上海高研院、深圳大学等高校和机构也在开展电池3D打印的研究。另外也有专门从事电池3D打印技术开发的公司，因本文并不积极，此处不便提及。

二. 3D打印制造电池，确实有其优势

3D打印技术可以实现电极的结构创新，生产液体电解质电池和锂离子固态电池，具备将电池能量密度加倍并将锂离子电池制造成本降低一半的潜力。3D打印技术对电池电极的结构产生了很大的影响，这就是能量密度增加的原因。

传统电池电极结构（左）限制了阳极和阴极的可能配置；3D 打印架构（右）允许创新设计

长期以来，“多孔”电极可以增加能量密度，而3D打印可以将电极中的材料构建成三维晶格，这意味着电极有更多的暴露表面积以进行化学反应，从而获得更高的电池效率。另一件可以使3D打印电池能量密度更高的事情是，电池模块不需要额外的物质来粘合它们并将它们连接在一起。可以想象，将特斯拉7104块电池连接在一起的胶水和电线可以增加相当大的重量，但3D打印一体化制造的优势可大大降低电池重量。同时，由于3D打印过程的动态特性，它可以根据客户的要求定制单元的大小和形状。

三. 行业内最成功的公司

目前行业内使用3D打印技术制造电池最成功的公司非Sakuu莫属。3D打印技术参考注意到，Sakuu于2023年2月宣布成功3D打印出全功能高性能图案化电池，这使其成为第一家可以借助3D打印实现电池形状和尺寸定制的公司，并且，这些电池可在完全干燥的环境中进行热管理。2023年12月，Sakuu宣布其电极制造平台Kavian提前投入使用，其声称这是世界上第一个3D打印电池电极制造平台。

Sakuu 3D打印电池使用的工艺

按照Sakuu的说法，Kavian®平台的早期采用者能够利用该平台的设备、可打印材料、电化学配方和工艺技术，在完全干燥的过程中开发下一代电池。在Kavian平台上使用干法技术3D打印打印电池，可以消除所有有毒溶剂和材料（包括 NMP 和 PTFE），工厂占地面积需求减少达33%，降低公用事业成本高达40%，工厂碳足迹减少高达40%。其声称还克服了高性能锂金属化学的挑战，实现了750–950 Wh/l活性电池区域的能量密度以及260+Wh/kg的比能量，400+周期至80%SOH（100%DoD）。

Sakuu 3D打印电池使用的材料

按照Sakuu的早期资料，Kavian®是大规模生产电动汽车电池而优化的工业级3D打印平台，通过结合粉末床和材料喷射沉积技术，机器能够在同一零件层内实现陶瓷、金属和载体的多材料一体成型。该技术可以制造出比现有电池具有改进接口和更高强度陶瓷层的能量存储设备，同时集成更容易大规模生产的单片分层电池。3D打印电池，由于能够仅使用必要的材料，因此可以节省材料、减小尺寸并提高能量密度。

Sakuu 3D打印电池能量密度计划与展望

Sakuu采用3D打印方式生产的电池，与传统锂离子电池相比，体积减半，重量也减少到了三分之一，而电池的能量密度是现有锂离子电池的两倍。为进一步证明其增材制造技术的可行性，该公司已经建立了一个试点电池3D打印的试验产线，据报道，该产线每年能够生产高达2.5MWh的固态电池，后续通过扩展，每年将能够产生高达1GWh的容量。

四. 国内研究方面进展

国内研究方面，中科院大连所的研究团队，设计并全3D打印了完整的锂电池结构：包括Ti3C2Tx无树枝晶和稳定锂阳极，以及多维导电LiFePO晶格超厚阴极。研究指出，采用晶格结构来构建寿命长、能量密度高的高质量负载锂金属电池。

研究发现：3D打印的Ti3C2Tx阳极结构，可有效引导金属锂的均匀成核和生长，抑制锂枝晶生长，减少了连续充放电过程中死锂的形成，实现了超过4800小时的超长循环寿命和高速率性能；3D打印的超厚阴极结构具有超高质量负载三维多级导电网络和丰富的孔结构，其丰富的微通道和介孔/大孔，可以容纳足够的电解质， 大大增强了离子与电极之间的接触面积， 并提供了相互连接的电子通道， 从而缩短了离子扩散途径和快速电荷传输动力学，从而有效地提高了锂金属电池的电化学性能。

3D打印LMB的制造过程示意图（来自中科院大连化物所）

不过，3D打印也并非需要用来直接制造电池，它还可以制造电池催化剂。中科院上海高研院团队就提出了使用3D打印制备整体式催化剂的技术，成功开发了一种新型兼具高机械强度和高催化活性的3D打印催化剂制备方法，使车载燃料电池的单位质量催化剂氢气的时空产率超过了目前报道的大部分同类型催化剂，具有极高的商业应用意义。

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