通过三维打印技术构建微电池具有小型化、自主成型以及结构可控等固有的优势。然而，由于打印金属锂存在困难所以三维打印的金属锂电池尚未被报道过。在本文中，研究人员使用纤维素纳米纤维（CNF）首次通过三维打印技术构建了高性能金属锂电池。CNF凝胶独特的剪切变稀特性使得LiFePO4正极和稳定的金属锂支架的印刷成为了可能。此外，CNF骨架独特的多孔结构既保证了离子传输又有效降低了金属锂负极表面的局部电流密度，从而成功地抑制了沉积/剥离过程中枝晶的生长。研究人员还采用一阶密度函数理论和相场模型相结合的多尺度计算方法揭示了多孔结构具有更均匀的Li沉积特性。因此，采用三维打印技术制备的Li-LiFePO4电池在10C的电流密度下容量高达80mAh/g且循环3000周后的容量保持率高达85%。
Daxian Cao et al, 3D Printed High‐Performance Lithium Metal Microbatteries Enabled by Nanocellulose
DOI: https://doi.org/10.1002/adma.201807313
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201807313
