Des chercheurs de l'Université polytechnique de Hong Kong (PolyU) ont développé une batterie au lithium textile hautement flexible et à haute énergie qui fournit une alimentation électrique plus stable, plus durable et plus sûre pour l'électronique portable avec une grande variété d'applications, telles que la médecine, les textiles `` intelligents '', Smartphones, GPS et IoT.
Le professeur Zheng Zijian dirige l'équipe de recherche de l '«Institut des textiles et de l'habillement» de PolyU dans le développement d'une batterie au lithium textile hautement flexible et à haute énergie. Image: PolyU
La nouvelle batterie au lithium textile légère de PolyU a une densité d'énergie élevée de plus de 450 Wh / L et une excellente flexibilité - avec un rayon de courbure de moins de 1 mm et une pliable de plus de 1.000 cycles avec une faible diminution de la capacité.
En comparaison, les piles au lithium flexibles actuelles ne peuvent atteindre qu’un rayon de courbure d’environ 25 mm et une puissance nettement inférieure à 200 Wh / L.
La batterie textile au lithium, d'une épaisseur inférieure à 0,5 mm, présente une capacité de charge / décharge rapide et une durée de vie prolongée par rapport aux batteries au lithium conventionnelles.
L'innovation développée par l'équipe de recherche du «PolyU Institute of Textiles and Clothing» (ITC) a remporté trois prix lors du dernier «International Inventors Fair» à Genève.
Le professeur Zheng Zijian, qui dirige l'équipe de recherche de l'ITC, a déclaré: «La technologie portable a été identifiée comme la prochaine grande opportunité de marché mondial après les smartphones. Les ventes du marché mondial des appareils portables devraient monter en flèche chaque année de plus de 20% et atteindre 2024 milliards de dollars d'ici 100. "
«Comme tous les appareils électroniques portables nécessitent une alimentation électrique portable, notre nouvelle technologie de fabrication de batteries textiles au lithium offre une solution prometteuse pour une variété d'applications de nouvelle génération allant de la santé, de l'infodivertissement, du sport, de l'aérospatiale, de la mode, de l'IdO. jusqu'aux applications qui peuvent même dépasser nos attentes actuelles ».
Les batteries au lithium sont actuellement la batterie rechargeable dominante sur le marché en raison de leur densité d'énergie relativement élevée et de leur longue durée de vie. Étant donné que les batteries au lithium lourdes et encombrantes conventionnelles ne sont pas facilement utilisables dans les appareils portables, les scientifiques se sont efforcés au cours de la dernière décennie de développer des batteries au lithium flexibles - utilisant souvent des feuilles métalliques comme collecteurs de courant.
Cependant, le développement de la batterie au lithium textile de PolyU ne peut remédier aux problèmes de densité d'énergie, de flexibilité, de robustesse mécanique et de durée de vie du cycle.
La nouvelle technologie brevetée de dépôt assisté par polymère assistée par polymère (PAMD) de PolyU applique des métaux hautement conducteurs, tels que le cuivre (Cu) et le nickel (Ni), de manière uniforme et conforme aux tissus textiles prétraités. De tels tissus métalliques fabriqués avec une faible résistance des feuilles et une grande surface spécifique servent de collecteurs de courant dans la batterie.
Après avoir ajouté des matériaux actifs comme cathode et anode, les mailles métalliques sont intégrées au séparateur et à l’électrolyte dans une batterie textile au lithium.
Les tests de laboratoire effectués par l'équipe ITC ont montré que la batterie textile au lithium présente une stabilité mécanique, une durabilité et une sécurité extrêmement élevées en cas de déformation.
Lorsque la batterie est pliée à moitié de façon répétée, tournée à différents angles ou qu'elle est froissée librement, sa fenêtre de tension reste inchangée. À propos des tests de flexion 1000 ont montré que la batterie peut être pliée avec une diminution de la capacité.
Des tests de sécurité impliquant un martelage continu, une coupe avec des ciseaux et une perforation avec un clou ont montré que la batterie peut fournir une sortie stable pour les composants électroniques sans risque d'incendie ou d'éclatement. Le rapport de recherche a été publié dans "Nature Communications".
L'Université polytechnique de Hong Kong
