Les avancées scientifiques et technologiques ont toujours été une source d'inspiration pour la science-fiction. De nombreuses œuvres de science-fiction ont non seulement influencé la pensée scientifique, mais ont également ouvert la voie à de véritables découvertes et innovations. Les batteries élastiques au lithium en sont un exemple concret. Ces batteries, qui étaient autrefois réservées à la science-fiction, sont maintenant une réalité grâce aux efforts des chercheurs et scientifiques de renom. Dans un contexte où l’ont commence à rechercher une alternative aux batteries au lithium (lire aussi Une nouvelle molécule pour remplacer le lithium ion ?), ces batteries élastiques au lithium seront-elles le futur de l'énergie portable ?
L'histoire des batteries élastiques au lithium
Les premières recherches sur les batteries élastiques au lithium remontent à plus de 10 ans. En 2010, le MIT a publié un article intitulé "Batteries au lithium de haute puissance à partir d'électrodes de nanotubes de carbone fonctionnalisés" dans la revue Nature Nanotechnology. Cette étude a jeté les bases des recherches ultérieures sur les batteries élastiques au lithium. Depuis lors, de nombreuses découvertes ont été faites dans ce domaine. L'une des plus récentes est celle du professeur Haleh Ardebili, spécialiste en génie mécanique. Son étude, intitulée "Batterie lithium-ion à base de tissu extensible", a été publiée dans Extreme Mechanics Letters - ScienceDirect. Cette étude explore la possibilité de créer des batteries ultra-légères à partir de tissus élastiques, capables de conserver leur densité d'énergie même lorsqu'ils sont soumis à des chocs et à des actions mécaniques importantes.
Dans de nombreuses applications allant des dispositifs portables aux biocapteurs implantables, l'électronique de nouvelle génération devrait être extensible, ce qui nécessite un développement concomitant de batteries entièrement extensibles. Les batteries lithium-ion extensibles doivent fournir des performances stables lorsqu'elles sont soumises à des déformations mécaniques telles que l'étirement, la flexion et la torsion. Bien qu'il y ait eu des progrès notables dans le développement de dispositifs de stockage d'énergie flexibles, les batteries lithium-ion extensibles sont toujours confrontées à plusieurs défis persistants. Alors que dans un travail antérieur, nous avons présenté avec succès une preuve de concept qui rendait uniquement la cathode extensible, dans ce travail, nous présentons la conception, la fabrication et la caractérisation d'une batterie lithium-ion entièrement extensible à base de tissu. Les performances électrochimiques et mécaniques de la batterie à base de tissu sont étudiées et discutées. La batterie à base de tissu extensible à électrolyte polymère solide offre une alternative plus compatible et plus sûre aux batteries à base de liquide, en particulier pour l'application de dispositifs portables textiles qui peuvent impliquer un contact intime avec la peau et les organes humains. Nous démontrons que notre batterie à base de tissu peut s'étirer jusqu'à 15 % de contrainte sans augmentation significative de son impédance interne.
Fonctionnement et applications des batteries élastiques au lithium
Les batteries élastiques au lithium sont basées sur l'utilisation de tissus conducteurs d'argent comme structure de base et collecteur de courant. Le tissu d'argent est idéal car il peut se déformer et s'étirer mécaniquement tout en maintenant la conductivité électrique nécessaire au bon fonctionnement de l'électrode de la batterie. La cellule de la batterie est composée d'une cathode LiCoO2, d'un tissu d'argent, d'une anode en graphite et d'un électrolyte solide en polymère de poly(oxyde d'éthylène). Cette combinaison permet à la batterie de s'étirer et de s'allonger jusqu'à 15% sans subir de dommages.
Les chercheurs sont confiants quant aux applications potentielles des batteries élastiques au lithium. En plus d'être intégrées dans des combinaisons d'astronautes pour les missions spatiales, ces batteries pourraient également être utilisées dans les textiles high-tech de nouvelle génération. Les batteries élastiques au lithium pourraient révolutionner l'industrie de la mode en permettant la création de vêtements intelligents et interactifs, capables de stocker de l'énergie et d'alimenter des appareils électroniques intégrés. Imaginez des vêtements qui se rechargent tout en étant portés !
Les batteries élastiques au lithium représentent le futur de l'énergie portable. Grâce aux recherches et aux découvertes réalisées par des scientifiques et des chercheurs passionnés, ces batteries sont devenues une réalité. Leur utilisation dans les textiles et les produits technologioques ouvre de nouvelles perspectives passionnantes pour l'industrie de la mode et l'électronique portable. On pense notamment aux smartphones pliables, comme le Samsung Galaxy Z Flip ou le Motorola Razr, qui seront le candidat idéal pour ce type de batterie. Nous sommes impatients de voir les développements futurs dans ce domaine et les applications pratiques qui en découleront !
Source : almaouja.com
