这一切都催生了一个明确的需求：能源不仅要高效，还要在物理结构上与所驱动的产品相匹配。因此，它们必须是安全、轻薄、柔韧的电池，或者具有定制形状。
在此背景下，3D打印电池被视为储能领域的一项重大革命。这些解决方案允许使用丝网印刷等印刷技术直接在轻薄柔韧的基材上制造电池，或者使用增材制造（3D打印）技术制造具有定制形状和结构的产品。这些发展已成为现实；市场上已有相关解决方案，新的应用正在研究中，而像AIMPLAS这样的技术中心正在引领着有望变革整个行业的研发进程。

展望现状：现有产品及发展趋势。
如今，​​印刷电池已上市，但其应用仍主要集中在低能耗领域，例如一次性医疗器械、RFID标签、低功耗传感器和智能化妆品。Blue Spark Technologies和Enfucell等公司采用平板印刷技术，使用锌或锰电极以及凝胶或固体聚合物电解质，生产相关产品。
这些设备目前不可充电，且存在一定的局限性，因此，众多研究中心和大学正在开发用于印刷电池的新材料和新设计。其目标是提高能量密度、增强稳定性，并使电池形状适应不同产品的需求。这标志着一种范式转变，打破了以往产品必须适应电池而非电池适应产品的模式。

丝网印刷：二维能量，兼具精准性和多功能性。
丝网印刷技术以其操作简便、市场成熟和可扩展性而著称，并在印刷电子领域应用数十年。
如今，这项技术正逐渐成为开发市场所需新型电池的候选方案。其主要优势在于能够将具有可控厚度和形貌的功能层（电极、电解质、隔膜）沉积到柔性基材（例如塑料薄膜、纺织品或技术用纸）上。这些变量是决定印刷能量器件性能和最终功能的关键。AIMPLAS
在印刷电子领域拥有超过 10 年的经验，并具备在柔性储能领域取得突破的技术实力。因此，该技术中心已启动一项专注于丝网印刷电池的研发项目。
目前，该中心正在研究如何将市售功能材料（例如基于金属氧化物的导电油墨）应用于印刷电池的制造。与此同时，研究人员正在研发新型、更可持续的材料，这些材料具有更好的加工性能，并且与 2D 打印的要求相兼容，这将能够制造厚度小于 1 毫米的超薄电池，这些电池可以直接集成到标签、技术纺织品、包装或一次性传感器系统中。

3D打印：定制立体电池。
丝网印刷可以生产扁平电池，而增材制造（3D打印）更进一步：它能够创建具有定制几何形状的三维结构，以适应设备内部的可用空间。这在汽车、航空航天、可穿戴设备和嵌入式系统等领域尤为有用。鉴于增材
制造在定制产品开发方面具有巨大的潜力和显著优势，AIMPLAS去年启动了一项战略研发计划，将现有的FD和直接写入技术应用于3D打印电池的开发。
这项工作取得了首批3D打印电池原型，并研发出新型材料，这些材料不仅具有功能性，而且可以使用上述增材制造技术进行加工。这些初步成果表明，3D打印可以使用活性材料制造不同的电池组件，从而为将电池完全集成到产品中打开了大门。
此外，该技术提供了极大的设计自由度，允许将电池集成到支撑结构、外壳或具有结构和能量双重功能的元件中。

隐形钥匙：孔隙率设计。
这些技术提供的一项不太显眼但却至关重要的优势在于能够调控电极的内部孔隙率。孔隙率直接影响电化学性能，因为它能够促进离子扩散并改善活性材料与电解液之间的接触。
丝网印刷和3D打印技术均允许设计功能性结构，其方法包括调整油墨和浆料的配方，或控制印刷图案和每一层的几何形状。这对于最大限度地提高打印电池的充电容量、使用寿命和能量效率至关重要。

结论：面向未来的能源。
印刷电池代表着储能领域一场悄然却意义深远的革命。它们能够适应新的形状，集成到智能产品中，并利用功能材料，使其成为未来发展的关键技术。AIMPLAS
致力于成为该领域的关键参与者，将自身在塑料、功能材料和先进制造工艺方面的专业知识与清晰的愿景相结合：开发可持续且适应不断变化的市场需求的印刷能源解决方案。
因为能源的未来不仅体现在电压或电流上，更体现在形态、适应性、可持续性和功能性上。

作者：Joaquín Castán，工程研究员 - Aimplas