德克萨斯大学埃尔帕索分校（UTEP）与桑迪亚国家实验室的研究人员近期利用基于光固化（VPP）的3D打印工艺，成功制备出凝胶聚合物电解质（GPE）——一种介于液态与全固态之间的半固态材料，专门用于锂离子电池。

该项研究发表在《通讯工程》（Communications Engineering）期刊上，系统探讨了电解质中溶剂选择对离子导电率及构建可打印性的影响。

研究团队通过将紫外光固化聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）基体与含1M高氯酸锂（LiClO₄）的液态电解质混合，配制出复合树脂。所用液态电解质采用两种溶剂体系之一：碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯（EC:DEC）或碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯（EC:PC），均以1:1体积比混合。实验测试了五种树脂与电解质的体积比，从1:1到1:5，最终发现1:4配比可在离子导电率与力学操控性之间取得最佳平衡。

值得注意的是，打印过程并未在控气手套箱中进行，而是在相对湿度为22%的实验室环境下完成。尽管暴露于环境空气中，打印得到的GPE其离子导电率依然与采用流延法制备的样品相当，研究人员将这一结果部分归因于高氯酸锂相较于常用锂盐具有更低的吸湿性。电化学稳定性能维持至约4.5V（vs Li⁰/Li⁺），这一窗口足以兼容诸如磷酸铁锂（LiFePO₄）之类的低压正极材料。对称电池测试（即用金属锂同时充当正极和负极）证实，锂的沉积和剥离行为可稳定持续100个循环。

研究团队还利用基于碳酸丙烯酯（PC）体系的GPE打印了复杂几何形状，包括简单圆盘以及六角蜂窝状格栅结构。圆盘几何形状能以高保真度成型，但由于树脂的光学透明性，在格栅结构中出现了过度固化的问题，导致部分孔隙被固化物料堵塞。通过在树脂中添加尿囊红（一种食品染料）作为紫外吸收剂，成功消除了过度固化现象，从而实现了轮廓清晰的格栅特征，并打印出1立方厘米的实心立方体。循环伏安测试表明，尿囊红在测试电压窗口内未产生法拉第反应，不过研究人员提醒，紫外吸收剂在电池应用前仍需仔细评估——因为它们可能影响固体电解质界面相（SEI）及离子传输行为。

该研究部分经费来自得克萨斯大学系统校董卓越研究项目以及桑迪亚国家实验室的实验室定向研发计划。