Les batteries flexibles lithium-air pourraient alimenter la prochaine génération d’électronique embarquée
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Chine
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Science de la terre, de l’univers et de l’environnement : énergie, transports, espace, environnement
7 juin 2016
Une équipe de chercheurs du Changchun Institute of Applied Chemistry a réalisé une batterie lithium-air flexible. Bien que ses caractéristiques soient encore en cours de développement, cette technologie présente une alternative sérieuse aux sources d’alimentation des dispositifs embarqués de demain.
Les batteries lithium-air peuvent en théorie, à masse égale, stocker 10 fois plus d’énergie que les batteries lithium-ion actuellement disponibles sur la marché. Cependant, à ce jour, elles ne sont pas flexibles, s’altèrent rapidement et ont une durée de vie limitée avec moins de 100 cycles de recharge pour les dispositifs existant actuellement.
L’équipe du Pr. ZHANG Xinbo du Changchun Institute of Applied Chemistry (institut de la Chinese Academy of Sciences), a mis au point une batterie lithium-air flexible. Contrairement aux batteries au lithium-air conventionnelles, composées d’une anode et cathode en matériaux durs, ils ont fabriqué l’anode par couches concentriques de lithium, et la cathode par un maillage souple de carbone poreux et de nickel. L’électrolyte liquide, utilisée dans les batteries classiques, a été remplacé par un polymère-gel souple, permettant de supprimer à la fois les risques de fuite lors des déformations de la batterie et la production de peroxyde de lithium qui entrainerait la destruction du système à long terme.
Les travaux, publiés dans le journal Small, ont montré que la nouvelle batterie était robuste et flexible, ayant résisté à plus de 1000 pliages et torsions tout en alimentant un ensemble de LED. La batterie est en outre résistante à l’eau grâce au caractère hydrophobe de l’électrolyte. Cependant, le dispositif présente encore de nombreuses limites telles que le faible nombre de recharges possibles (90 au maximum), ou encore la durabilité des matériaux (potentielles déformations induisant des risques de court-circuit). L’équipe de recherche travaille actuellement à l’amélioration des électrodes pour limiter leur corrosion, à la configuration des assemblages de cellules et à l’optimisation de la structure globale de la batterie.
Les batteries lithium-air flexibles représentent une piste de développement majeure pour l’électronique embarquée. Cette technologie permettrait d’augmenter considérablement leur autonomie, encore limitée actuellement. Mais l’amélioration des caractéristiques des batteries n’est que l’un des axes de développement à envisager, et les technologies du futur devront aussi s’orienter vers la réduction des niveaux de consommation, ainsi que vers des dispositifs tels que la piézo-électricité permettant de régénérer l’énergie.
Sources
Rédacteur
Florent ANON : florent.anon[a]diplomatie.gouv.fr