对高性能储能设备日益增长的需求促使人们研究创新的生产方法。在这些技术中，三维（3D）打印，也称为增材制造，已成为电池生产领域的一项革命性技术进步[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]]。传统电池生产技术虽然高效，但在设计适应性[12]、材料效率[1]和复杂功能整合[13,14]方面通常存在局限性。3D打印的应用提供了一种独特方法，有效克服了多项障碍，从而促进复杂且灵活的电池设计[4,15,16]的发展，展现出优异的性能特性[[17], [18], [19], [20]]。这种适应性对于满足从便携式电子设备[9,21]到电动汽车[[22], [23], [24], [25], [26]]等多种应用的特定需求至关重要。通过精确控制材料沉积的能力，3D打印还实现了资源的最优利用，减少了浪费，并有可能降低制造成本[[27], [28], [29]]。此外，3D打印的应用为将实用材料整合到电池架构[30]中提供了新的机遇，能够制造具有高分辨率[4]、稳定性[31]、优化能量[16,32]和功率密度[31]的设计。针对特定应用的各种定制设计[33]和对新材料的灵活性[34,35]，增强了该技术的人气[29,[36], [37], [38]]。
电池技术或储能设备中一个特定的创新领域是磁性颗粒的引入，它们有可能提高电池效率的多个方面，如电子传输[39,40]、热控制[41,42]和总能量密度[43]。这些发展对储能设备的效率和寿命具有重大影响。磁性颗粒通过提高性能、效率和耐久性，对电池制造的进步做出了重要贡献[44]。它们增强了电极导电性和排列[45]，从而提高了能量密度[46]和充电速度[45]。磁性纳米颗粒增加了用于锂离子储存的表面积，从而提高了容量[47]和功率输出[39,48]。此外，磁性颗粒促进了自修复电池的创建，这些电池能够随着时间的推移恢复受损状态，从而延长使用寿命[49,50]。在回收过程中使用磁分离技术有助于回收锂和钴等珍贵矿物[[51], [52], [53]]。
图1展示了用于电池制造的多种3D打印工艺，这些工艺可以通过添加磁性颗粒来整合磁场效应以增强其性能。包括直写式（DIW）[5,7,33,[54], [55], [56]]、喷墨打印（IJP）[19,[57], [58], [59], [60], [61]]、立体光刻（SLA）、熔融沉积成型（FDM）、选择性激光烧结（SLS）[51]、粘结剂喷射和分层实体制造（LOM）[62]在内的多种先进3D打印技术已被用于制造具有紧凑面积足迹、精心设计图案、可调电极厚度和优异柔韧性与兼容性的微小型电化学储能设备[63]。图1还表明，施加在电池上的磁力影响了电化学反应的各种关键要素。磁场与电解液和电极的相互作用改善了质量传输、电极动力学和沉积物的形貌。磁性颗粒或非均匀磁场的存在可以增强作用力（包括洛伦兹力（FL）、电动力（FE）、顺磁梯度力（FP）和场梯度力（FB）），改善离子传输，并可能改变电极表面的反应动力学。这表明磁场可用于控制或优化电池性能，特别是通过增强离子扩散、电流密度分布以及可能改善固态电解质界面（SEI）层的质量[43]。因此，使用3D打印的基于磁性颗粒的电池是一种前沿方法，将磁性材料整合到电池组件中以提升性能。
储能领域中三个变革性领域的初步交汇——3D打印电池、磁场辅助3D打印以及磁性对电池性能的影响——是本研究的主要主题。本文全面审查了增材制造在电池拓扑结构方面的进展，探索了通过磁场增强材料排列和打印保真度的方法，并强调了磁场对离子传输和电化学行为的影响。研究提出了一个协作的未来方法，利用磁场辅助3D打印来生产对磁敏感的高性能储能设备。
