La colonne vertébrale humaine faite de parties rigides et moles et une merveille de souplesse. © Zinkevych, Fotolia

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Une batterie lithium-ion flexible... comme une colonne vertébrale

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Des chercheurs ont créé une batterie lithium ion flexible dont la structure a été copiée sur celle de la colonne vertébrale humaine, ce qui lui confère une densité et une résistance supérieure aux prototypes développés jusqu'ici.

C'est en faisant sa gymnastique dans une salle de sport que Yuan Yang, professeur de science des matériaux et d'ingénierie à l'université de Columbia (États-Unis), a eu l'idée de s'inspirer de la colonne vertébrale humaine pour créer une batterie lithium-ion flexible.

Le chercheurs et son équipe viennent de présenter un prototype qui présente une grande flexibilité tout en offrant une densité d'énergie élevée et une tension stable, quelle que soit la façon dont elle est tordue. Ces travaux ont fait l'objet d'une publication dans la revue Avanced Materials. Cette batterie lithium-ion flexible se présente comme un cordon où les électrodes forment des segments rigides (l'équivalent des vertèbres) et s'enroulent autour d'une partie fine et souple (la moelle épinière), dont la composition est gardée secrète. 

Dans cette démonstration, la batterie lithium-ion flexible de l’université de Columbia est utilisée pour alimenter une montre connectée. On peut voir que les flexions qui lui sont imposées ne perturbent pas l’alimentation de l’appareil. © Columbia Engineering, YouTube

La batterie conserve 94 % de sa capacité après 100 cycles de charge

Comme on peut le voir dans cette vidéo, cette configuration confère effectivement une grande flexibilité à cette batterie. Les chercheurs l'ont testée sur une machine lui imposant des torsions et flexions continuent durant son cycle de décharge et constaté que la courbe de tension ne variait pas. Les électrodes sont de fines lamelles superposées de cuivre : anode en graphite, matériaux séparateurs, cathode de dioxyde de cobalt et de lithium (LiCoO2), collecteurs en aluminium et film en polyéthylène.

Au terme d'une centaine de cycles charge-décharge, la batterie conservait 94 % de sa capacité. En outre, les chercheurs disent avoir démonté les électrodes et constaté qu'elles ne présentaient aucun dommage. Cette batterie flexible n'est pas la première du genre, mais ses performances ouvrent des perspectives prometteuses pour le développement des smartphones et autres téléviseurs à écran souple, sans oublier bien sûr les vêtements connectés et des capteurs corporels. Mais du laboratoire au produit fini, il y a un chemin très long à parcourir...

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