本文通过气动挤出式成型原理,提出一种适用于热电池薄膜正极制备的3D打印技术,并进行设计与实验,旨在制造出更加薄且均匀的热电池薄膜正极,提高材料的利用率以及薄膜的成型精度。本文介绍了挤出式3D打印技术的工艺特点,对整个系统进行设计与搭建,分析打印系统的工作原理及系统组成,包括运动平台、喷头的设计,解决喷头运动和材料挤出的关键性问题。分析打印系统的控制部分,包括步进电机的控制,驱动气压的控制,解读了打印机的控制程序,确定了系统的控制方案。设计打印系统的外壳,对其进行密封性处理,隔绝空气中的水分,以预防打印薄膜电极吸收空气中的水分,提高薄膜电极的电化学性能。使用FLUNT软件仿真材料在针头内的速度以及压力分布,对材料从喷头中挤出的过程进行建模分析,得出材料挤出量的表达式。以Fe2O3为打印材料,研究移动速度、打印高度、驱动气压对打印轨迹的影响,总结出不同口径针头的最佳工艺参数范围,并得出打印高度对打印轨迹的影响比重最大。使用优化后的参数进行平面成型实验,得出该挤出式打印系统打印的薄膜精度高,并且极大地提高了电极材料的利用率,可以应用于热电池薄膜正极的制造。以Ni F2和Fe S2为实验材料,制成薄膜并组装成热电池,并其进行高温放电。实验显示本文搭建的3D打印系统打印薄膜电极的电化学性能良好,3D打印在热电池薄膜电极制备方面具有重要的意义。