L’équipe de chercheurs de Markus Niederberger à l’ETH Zurich a utilisé des matériaux étirables pour développer une batterie pouvant être pliée, étirée et tordue sans interrompre l’alimentation. Pour les applications dans les appareils électroniques flexibles ou les textiles, c’est précisément le type de batterie dont ils ont besoin.
Ce qui fait la particularité de cette nouvelle batterie, c’est son électrolyte – la partie de la batterie par laquelle les ions lithium passent lorsque la batterie est chargée ou déchargée. Cet électrolyte a été découvert par Xi Chen, doctorant à l’ETH, auteur principal de l’étude récemment parue dans la revue scientifique Advanced Materials.
Suivant la conception des batteries commerciales, ce nouveau type de batterie est construit en couches comme un sandwich. Cependant, c’est la première fois que les chercheurs utilisent des composants flexibles pour maintenir l’ensemble de la batterie flexible et extensible. «À ce jour, personne n’a utilisé exclusivement des composants flexibles de manière aussi systématique que nous avons créé une batterie lithium-ion», déclare Niederberger.
Les deux collecteurs de courant pour l’anode et la cathode sont constitués d’un composite polymère pouvant être courbé, contenant du carbone électriquement conducteur et servant également de coque extérieure. La cathode est composée d’oxyde de lithium manganèse et l’anode est un oxyde de vanadium. Les chercheurs ont appliqué une fine couche de paillettes d’argent de petite taille sur la surface intérieure du composite. Les chercheurs ont ensuite pulvérisé de l’anode et de la poudre de cathode sur une zone définie avec précision de la couche d’argent.Lors de la dernière étape, les scientifiques ont empilé les deux collecteurs de courant avec les électrodes appliquées les unes sur les autres, séparées par une couche barrière similaire à un cadre, tandis que l’espace dans le cadre était rempli de gel électrolytique.
Les scientifiques ont joint les différentes parties de leur prototype avec un adhésif. «Si nous voulons commercialiser la batterie, nous devrons trouver un autre processus qui la maintiendra hermétiquement fermée plus longtemps», déclare Niederberger.
De plus en plus d’applications pour une batterie comme celle-ci apparaissent chaque jour. Les fabricants de téléphones mobiles réputés luttent pour produire des appareils avec des écrans pliables. Parmi les autres possibilités, citons les écrans à enrouler pour ordinateurs, smartwatches et tablettes, ou les textiles fonctionnels contenant des composants électroniques pouvant être courbés – tous nécessitant une alimentation flexible. Cependant, Niederberger souligne qu’il est nécessaire de poursuivre les recherches pour optimiser la batterie flexible avant d’envisager de la commercialiser.
Source: https://ethz.ch/– 24/09/19