开源液流电池:可再生能源储能装置的快速原型制造

液流电池研究联盟致力于开发开源液流电池,目标是打造可用于研究与教学的实验套件。当 3D 打印无法满足聚丙烯零件的刚性与密封要求时,团队借助 Xometry 择幂科技 的 CNC 加工服务,从整块聚丙烯铣削加工了 20 个电芯主体零件,成功用于荷兰工作坊的电芯组装教学活动。

行业
能源
国家
flag

新西兰

使用场景
研发
工艺
CNC加工
材料

聚丙烯

产品

液流电池单元

case hover image

我们计划制作 10 套完整实验套件,短期内需要加工 20 个电芯主体零件。Xometry 择幂科技正是在此阶段助力我们推进项目。零件按时交付,现场组装全程顺利,工作坊圆满完成。

Kirk Smith 在职科学家 FBRC

大家好,我是柯克・史密斯(Kirk Smith),一名科研工作者,目前隶属于液流电池研究联盟(FBRC),致力于研发开源液流电池。我们的首要目标是打造一套可用于研究与教学的实验套件,最终落地一款可正常工作的液流电池产品,现阶段工作涉及机械工程、化学工程及化学相关研究。

液流电池具备低成本、安全性高、可持续储能的优势,因此受到我们团队的重点关注。我们已验证,在家庭实验室、创客空间这类简易业余实验环境中,仅依靠有限资源即可完成液流电池研发。液流电池结构相对简单,且采用水系电解液,研发与生产无需像锂离子电池那样依赖造价高昂的专业设备,因此能够实现低投入研发。

A single unit cell of a flow battery
液流电池单体电芯(版权:知识共享协议 CC BY‑SA,液流电池研究联盟)

我们希望通过技术普惠与开源研发模式,加快液流电池领域的创新进程。最终,我们计划发布可商用的开源设计方案与初代原型产品。

而实现这一目标,需要对电池微观性能开展精准小尺度测试。为此我们研发了这款实验套件,用于可复现的科研测试与教学实践。

从创客空间到高精度零部件:开源液流电池的工程研发

我们的团队成员最初通过网络博客结识,分别身处欧盟不同国家,项目采用跨地域分布式研发模式:我在法国完成零件设计,乔希在荷兰莉莉原型实验室加工制造,再由丹尼尔在西班牙开展实验测试。该模式在熔融沉积成型(FDM)3D 打印的初期原型阶段运行良好。


我们计划打造一套性价比高、易于生产且零部件易采购的液流电池实验套件。其中一项核心创新为:电芯采用廉价易得的石墨箔垫片作为集流体,替代成本高昂、采购困难的双极板。同时,除液流电芯与电解液外,我们计划实现整套系统的开源,涵盖泵体、管路、储液罐、工装夹具、电力电子元件等。细节决定成败,我们力求打造完整系统,最大限度降低技术准入门槛。


初代电芯需要聚丙烯机加工零件。我们曾尝试 FDM 打印,但成品尺寸精度与刚性不足;光固化(树脂)打印件则无法与电解液实现化学兼容。

聚丙烯零件初代打印测试,聚丙烯为 FDM 打印的典型难加工材料

电芯早期原型,可见 FDM 打印聚丙烯件出现严重翘曲变形

创新规模化:数字化制造赋能开源储能研发

桑利・法伊兹(Sanli Faez)教授通过其公平电池(FAIR Battery) 项目,邀请我们在荷兰举办专题工作坊,向参与者介绍项目并组装电芯(以水为介质)。我们计划制作 10 套完整实验套件,短期内需要加工 20 个电芯主体零件。


Xometry 择幂科技正是在此阶段助力我们推进项目。我们深耕科研领域,擅长技术研发而非零部件制造。部分应用场景中,铣削加工零件无可替代,因此我们选择Xometry 择幂科技加工工作坊所需零件。


FDM 打印无法制备刚性达标、无渗漏的聚丙烯零件,光固化树脂打印也达不到使用要求。测试所用电解液含三碘化物,具有反应活性,会与 ABS 等常规 FDM 材料发生反应,即便这类材料在酸性电解液中性能稳定。因此,在验证电芯结构与方案可行后,我们决定采用整块聚丙烯铣削加工零件。仅需一处设计调整:新增螺纹孔,用于安装市售倒刺接头,该结构不适合直接铣削成型。


零件按时交付,现场组装全程顺利,工作坊圆满完成。

Machined polypropylene parts for the workshop produced through Xometry

由Xometry 择幂科技加工的聚丙烯工作坊专用零件

Hardware components of a cell assembled at the workshop

工作坊组装完成的电芯硬件组件

Workshop participants assembling a cell

工作坊参与者组装电芯

电芯紧固作业

Manually pumping water through an assembled cell to test for leaks

向组装完成的电芯手动泵水,开展渗漏测试

An assembled cell in a jig complete with additional system components

安装在工装夹具内、配套完整系统组件的成品电芯

工作坊结束后,我们迭代优化了实验套件,简化了部分制造流程,现已无需机加工塑料件,但部分金属零部件仍需采用减材加工工艺制备。


作为开源硬件研发者,我们十分羡慕软件开发者:仅需复制代码仓库即可参与开发贡献。如今印制电路板(PCB)工程师拥有 KiCAD 等标准化开源工具,大量制造商可实现快速交付,大幅降低 PCB 项目研发门槛、缩短迭代周期。


依托数字化制造服务与 FreeCAD 等开源机械 CAD 工具,全球开发者将更便捷地设计、测试定制零件。当 3D 打印无法满足使用需求时,许多开源项目会因难以接触配备传统加工设备、专业技工的机加工车间而停滞。而借助Xometry 择幂科技这类数字化制造服务,我们的项目能够摆脱限制,持续创新迭代,也便于更多人复刻成果、参与研发。

了解更多案例

CoreSpin:以蛋白革新换热器,打造更高效的换热设备 card image

CoreSpin:以蛋白革新换热器,打造更高效的换热设备

能源
CNC加工
研发
阅读全文

我们的项目将生物思维带入一个极少涉足的领域 —— 热工程。团队正在研发一种导热纳米涂层,覆盖于换热表面,以应对生物污垢、灰尘与沉积物堆积问题。

阅读全文
Sferasol 与 Xometry 择幂科技合作制造新型太阳能集热器 card image

Sferasol 与 Xometry 择幂科技合作制造新型太阳能集热器

能源
CNC加工
原型制作
阅读全文

Xometry 择幂科技最令我惊叹的是服务——尽管是跨国企业,却展现出‘小微企业式’的灵活性:能快速响应客户需求,即时建立互信关系。坦白说,我感觉自己不仅仅是被服务的客户。技术层面,Xometry 择幂科技极大加速了我们的供应链:我们在极短时间内以极具竞争力的价格找到了经过认证的钢件供应商。

Mario Boaglio 首席执行官 Sferasol
阅读全文
1 毫米的救赎:这件定制 CNC 零部件如何挽救了我的 5 轴机床项目 card image

1 毫米的救赎:这件定制 CNC 零部件如何挽救了我的 5 轴机床项目

机械制造
CNC加工
原型制作
阅读全文

从零开始打造一台 CNC 机床,过程中充满了验证你的设计是真正可行、还是仅能停留在 CAD 软件里的关键时刻。在定制机械制造的世界中,从数字模型过渡到实体组装很少是一帆风顺的。而这就是其中一个经典时刻。

阅读全文
从桌面梦想走向 400 公斤钢筋混凝土:打造高刚性 5 轴 CNC card image

从桌面梦想走向 400 公斤钢筋混凝土:打造高刚性 5 轴 CNC

机械制造
CNC加工
原型制作
阅读全文

在定制机械制造的世界里,我发现理论性能与物理现实之间始终存在着一场拉锯战。作为“实践工程师”,我将这个项目致力于打造一台将刚性置于纯粹速度之上的 5 轴 CNC 机床。

阅读全文
Fly-Mi 团队如何为航空货运挑战赛准备货运无人机 (UAV) card image

Fly-Mi 团队如何为航空货运挑战赛准备货运无人机 (UAV)

航空航天
CNC加工
原型制作
阅读全文

为了准备2026年航空货运挑战赛(Air Cargo Challenge),Fly-Mi团队正在开发Heméra——一款专为最大化有效载荷运输而设计的固定翼无人机。该项目结合了先进的空气动力学、结构有限元分析(FEM)以及精密加工的铝制模具,打造出一款飞行速度可达35米/秒的双电机飞机。

阅读全文
Torx 机器人:Accu 工程技术与 Xometry择幂科技精密 CNC 加工背后的故事 card image

Torx 机器人:Accu 工程技术与 Xometry择幂科技精密 CNC 加工背后的故事

机器人 机械制造
CNC加工
原型制作
阅读全文

走进 Torx 的开发幕后:Torx 是 Accu 为 FightFest 2026 打造的格斗机器人,获得了来自 Xometry 的 CNC 加工支持。探索它从设计图纸走向竞技场的历程,了解格斗机器人项目如何逐步成型,并见证 Torx 如何最终斩获官方 FightFest 冠军奖杯。

阅读全文
3D 打印废料的重新审视与桌面级耗材回收机故事的全新篇章 card image

3D 打印废料的重新审视与桌面级耗材回收机故事的全新篇章

机械制造
3D打印 CNC加工
原型制作
阅读全文

维也纳 TGM 学生团队通过敏捷测试与双边支撑重构,攻克电机变形与校准难题,成功将 3D 打印废料循环制成高质量 PLA 耗材。

阅读全文
减重超50%的背后:WUT-7 赛车的轻量化与动力学重构 card image

减重超50%的背后:WUT-7 赛车的轻量化与动力学重构

电动出行
CNC加工
原型制作
阅读全文

华沙理工车队通过拓扑优化、优化运动学与定制转向系统,为WUT-7赛车实现关键部件减重超50%,并借助精密加工将极致轻量化设计成功带上赛道。

阅读全文
看AI按需制造如何帮助STEM赛车队实现更快迭代与冠军表现 card image

看AI按需制造如何帮助STEM赛车队实现更快迭代与冠军表现

电动出行
3D打印 CNC加工 钣金加工
研发
阅读全文

香港新加坡国际学校的学生车队Team Arion借助Xometry择幂科技的AI按需制造服务,成功攻克了小批量复杂零件的制造难关,在加速设计迭代后赢得2025年STEM Racing冠军并斩获最佳工程设计奖。

阅读全文
Zauberzeug如何利用Xometry择幂科技快速高效采购高科技农业机器人零部件 card image

Zauberzeug如何利用Xometry择幂科技快速高效采购高科技农业机器人零部件

机器人 机械制造
CNC加工
原型制作, 采购方案
阅读全文

通过Xometry择幂科技,我们找到了一个支持我们开发理念的制造合作伙伴。快速且精准地订购小批量零件的能力,使我们能够不断迭代改进机器人。这种灵活性对我们的创新过程至关重要。

Rodja Trappe 创始人兼首席执行官 Zauberzeug
阅读全文
打造 EM-05:EUSS 赛车队创新电动赛车研发之路 card image

打造 EM-05:EUSS 赛车队创新电动赛车研发之路

汽车
CNC加工
原型制作
阅读全文

电动化研发之路学习难度颇高,但强大的团队协作与灵活应变能力,始终支撑我们稳步前行。每一次挫折与失误,都化作成长养分,推动团队愈发成熟。队员新旧更迭在所难免,但研发项目成为传承纽带,持续延续技术与经验。

David Martí 队员 EUSS Motorsport团队
阅读全文
从地下掘进到奔赴星辰:Elara Aerospace 如何推动欧洲亚轨道火箭工程发展 card image

从地下掘进到奔赴星辰:Elara Aerospace 如何推动欧洲亚轨道火箭工程发展

航空航天
CNC加工
研发
阅读全文

为将这些零部件落地,我们需要高精度、短交付周期的制造服务。我们通过 Xometry 择幂科技,生产了用于喷射器实验的黄铜测试腔体,严格按照早期测试所需规格完成加工。

阅读全文