fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université Tsinghua (Tsinghua University) en Chine a développé une micro-batterie lithium-ion à base de matériaux céramiques, capable de résister à des températures extrêmes, offrant ainsi une solution d'alimentation plus sûre pour les capteurs intelligents, les équipements aérospatiaux et les applications militaires.
Contrairement aux batteries lithium-ion traditionnelles qui utilisent des électrolytes liquides inflammables, cette batterie rechargeable à l'état solide fonctionne de manière stable à 150 °C et peut supporter des températures élevées de 300 °C pendant de courtes périodes sans dégradation des performances. Les batteries lithium-ion traditionnelles, lorsqu'elles sont exposées à des températures élevées ou à des dommages physiques (comme une perforation), peuvent voir leur électrolyte volatil provoquer un incendie ou une explosion, ce qui limite leur utilisation dans des domaines critiques tels que les systèmes d'alarme incendie, les capteurs de l'Internet industriel des objets, l'aérospatiale et la défense militaire. Dans un article publié le 5 juin dans la revue à comité de lecture Matter, l'équipe de recherche indique que la batterie entièrement céramique, de petite taille et à haute densité énergétique, fonctionne de manière stable sur une large plage de températures sans nécessiter de pression externe, offrant ainsi une solution d'alimentation sûre et mécaniquement robuste pour les micro-appareils électroniques.
Les batteries lithium-ion utilisent généralement un électrolyte liquide comme milieu de déplacement des ions lithium. Avec la prolifération des micro-appareils tels que les capteurs intelligents et les appareils électroniques portables, la demande du marché pour des sources d'alimentation compactes, sûres, à haute densité énergétique et capables de fonctionner dans des environnements difficiles ne cesse de croître. Les batteries à l'état solide, qui utilisent un milieu solide pour transporter les charges, offrent une sécurité et une ininflammabilité excellentes, ce qui en fait un sujet de recherche brûlant. Les batteries entièrement céramiques à l'état solide sont l'une des options pour les micro-appareils, mais l'équipe de recherche souligne que la fabrication d'électrolytes céramiques solides plus minces nécessite un équilibre entre l'épaisseur et la résistance mécanique — le dépôt couche par couche de matériaux céramiques peut compromettre leur intégrité.
Pour résoudre ce problème, l'équipe a proposé un nouveau type de micro-batterie lithium-ion entièrement céramique multicouche sans anode, améliorant les performances grâce à une technique renforçant le contact entre les couches. Ce procédé permet de fabriquer des batteries empilables et facilement adaptables à différentes applications, présentant de bonnes performances et une stabilité opérationnelle sur une large plage de températures de 0 à 150 °C. Les expériences montrent que la batterie peut même continuer à fonctionner normalement après avoir subi un choc thermique à 300 °C pendant 20 secondes.
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