Une encre au Litium pour imprimer des piles rechargeables

Date : 2014-01-20

Auteur : Frédéric Cazin

Source : http://www.seas.harvard.edu/directory/jalewis


L'université Havard imprime en 3D ses piles rechargeables !

 

Une équipe de Harvard (une des plus anciennes et renommée université des états-unis dans lIllinois) viens de recevoir un prix pour avoir contribué à faire avancer les connaissances de l'électronique imprimée.

 

De minuscules piles lithium-ion imprimées en 3D


Les chercheurs ont en effet réussi à imprimer en 3D des piles rechargeables de la taille d'un grain de sable. C'est lors de l' IDTechEx - Printed Electronics que l'équipe c'est vue remettre le prix.


Ces micro-piles qui ne mesurent pas plus d'un millimètre, intègrent tout ce qui est nécessaire à une véritable pile lithium-ion rechargeable : on peut distinguer sur l'image ci-dessous une anode, une cathode ainsi que les petits circuits de connexion de la minuscule batterie.

 

Pile rechargeable toute petite lithium ion



L'équipe du professeur en génie biologique Jennifer A. Lewis a utilisé pour réaliser cette prouesse une imprimante 3D spécialement équipée d'une buse de 30 microns. L'imprimante a déposé plusieurs fines pellicules de plusieurs "encres".
Ils ont utilisé une encre pour l'anode composé d'oxyde de lithium et de métal ainsi qu'une seconde encre pour la cathode. Une solution d'électrolyte dans un petit récipient également imprimé en 3D complète alors la pile rechargeable.

Déposées les unes sur les autres, ces petites pellicules ont fini par constituer une véritable pile rechargeable dont les caractéristiques sont similaires aux piles lithium-ion que nous utilisons au quotidien car c'est le même couple électrochimique qui est employé.

Il a fallu à l'équipe de multiples tentatives pour fabriquer l'encre de l'imprimante. Contrairement à une encre jet d'encre de bureau, l'encre des chercheurs doit-être épaisse comme de la pâte dentifrice et durcir immédiatement.

Des applications nombreuses pour ce procédé


Ces petites piles rechargeables pas plus grosses qu'un grain de sable ouvrent de nombreuses perspectives dans l'électronique imprimée.

Pratiquement d'une même longévité, d'un temps de recharge et d'une densité d'énergie comparable, les applications ne manquent pas pour ces micro-piles. Elles pourraient par exemple être intégrées à des appareils de mesure médicaux extrêmement miniaturisé implantés aux patients, fournir l'énergie nécessaire à des drones de la taille d'un insecte, constituer un véritable "tissu" énergétique, etc.

Ce nouveau procédé, bien que fonctionnel, n'est encore qu'au stade de la recherche mais certaines applications sont déjà envisagées. Par exemple certains appareils de correction auditive sont faits d'une enveloppe qui est "imprimée" en 3D pour être ajustés au mieux à l'oreille de l'utilisateur. La partie électronique est fabriquée à part et les piles rechargeables doivent- êtres remplacées fréquemment. On voit tout de suite l'intérêt de pouvoir fabriquer par impression l'ensemble du dispositif, piles rechargeables incluses.

Outre le "sur mesure", le fait que ce procédé d'impression fonctionne à température ambiante et non avec des températures importantes (qui sont nécessaires à la réalisation de circuits électroniques dans l'industrie) permet d'imprimer sur du plastique sans l'abîmer. Huit brevets sont déjà déposés.

 


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Une encre au Litium pour imprimer des piles rechargeables Imprimer en 3D de minuscules piles rechargeables au Lithium pas plus grosses qu'un grain de sable. C'est la prouesse réalisée par l'Université d'Harvard, qui se voit récompensée d'un nouveau prix.
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