fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs du Laboratoire national Lawrence Livermore (LLNL) aux États-Unis ont développé une nouvelle conception d'électrode imprimée en 3D, capable d'améliorer les performances des batteries rechargeables et des supercondensateurs. Cette conception adopte une structure tridimensionnelle imbriquée, éliminant les « zones mortes » où les ions sont piégés dans les électrodes planes traditionnelles, ce qui permet de maintenir un doublement de la capacité de stockage sur 7500 cycles de charge, sans affecter la vitesse de charge.

Les dispositifs de stockage d'énergie électrochimique présentent généralement un compromis entre capacité et puissance : les électrodes épaisses offrent une grande capacité, mais entravent le mouvement des ions, réduisant ainsi la puissance. L'équipe du LLNL, grâce à l'optimisation par calcul et à la technologie d'impression 3D, a fabriqué des électrodes extra-épaisses atteignant 5,8 mm d'épaisseur, dont la géométrie imbriquée maximise la surface et offre aux ions des chemins courts et efficaces.

Les chercheurs ont utilisé la technique de micro-stéréolithographie multi-matériaux, en imprimant d'abord un substrat poreux en oxyde de graphène pour améliorer la fusion ionique, puis en le recouvrant d'une couche superficielle d'or pour augmenter la conductivité. Cette structure en « doigts imbriqués » optimisée par ordinateur élimine les zones mortes et fournit de nombreux canaux pour les ions et les électrons. Giovanna Bucci, chercheuse au département d'ingénierie computationnelle du LLNL, a déclaré : « Dans les conceptions planes traditionnelles, une grande quantité de matériau de batterie est sous-utilisée car les ions ne peuvent pas atteindre les zones profondes. » Lors des tests, cette électrode a démontré une capacité de stockage élevée, une faible résistance et une durée de vie stable de plus de 7500 cycles.

Cette technologie d'électrode imprimée en 3D pourrait être étendue à l'avenir aux batteries lithium-ion et aux véhicules électriques, avec des applications potentielles dans l'électronique grand public et les infrastructures d'énergie renouvelable. Les résultats correspondants ont été publiés dans la revue « Materials Horizons ».

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