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Une batterie au lithium imprimable

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Réalisée sur un support souple avec les techniques de l'impression, cette batterie expérimentale n'est épaisse que d'un demi-millimètre. C'est la deuxième fois qu'une telle prouesse - prometteuse - est réussie au laboratoire. La nouveauté est qu'il s'agit ici d'une batterie lithium-polymère, une famille bien connue.

L'épaisseur de la batterie n'est que d'un demi-millimètre et la souplesse du support permettrait de l'appliquer sur des formes variées. Par ailleurs, la surface peut être largement agrandie pour augmenter la capacité. © Nikkei Electronics

C'est au Japon que cette batterie souple et ultrafine vient d'être mise au point, du moins à l'état de prototype. Ses concepteurs ne sont pas des universitaires et sont avares de détails. Leur travail s'inscrit dans un projet de recherche industrielle programmé jusqu'en 2011 et regroupant plusieurs grandes entreprises au sein d'une structure, AMIC (Advanced Materials Innovation Center), créée par une fondation pour la science, MIESC (Mie Industry and Enterprise Support Center), pilotée par le gouvernement.

On sait que la batterie a été réalisée à l'aide d'une technique d'impression sur un support en polymère souple. Deux modèles auraient été conçus, l'un fournissant 2 volts, l'autre 4 volts. Les techniques de l'électronique imprimable progressent assez vite et on sait en effet qu'il est possible d'appliquer sur une surface des couches d'électrolytes et d'isolants qui forment une batterie dont les électrodes sont constituées par les deux faces de la feuille.

Ce n'est d'ailleurs pas une première. L'été dernier, une équipe de l'Institut Fraunhofer, celle de Reinhard Baumann, à Chemnitz, en Allemagne, avait déjà réalisé une batterie souple et ultrafine à l'aide de techniques d'impression. Dans le modèle allemand, l'anode était en zinc et la cathode en manganèse.

La batterie souple du projet AMIC. A gauche, une pièce de 100 yens (22,6 mm de diamètre) donne l'échelle. © Nikkei Electronics

Un procédé industrialisable

Les chercheurs japonais, eux, ont utilisé un polymère (une matière plastique donc) imprégné d'électrolyte, lequel sert à faire transiter les ions lithium. Le résultat est une batterie lithium-polymère, variante de la batterie lithium-ion, qui permet déjà des épaisseurs faibles.

La finesse des prototypes japonais est bien meilleure : ils ne sont épais que 500 microns, une valeur du même ordre que celle du prototype allemand. Mais les Japonais affirment pouvoir faire mieux. En effet, la technique d'impression utilisée est celle du laboratoire mais, expliquent les chercheurs nippons, à l'échelle industrielle, il serait possible recourir à des presses à rouleau, ce qui permettrait d'atteindre une épaisseur bien plus faible.

Comme application, les concepteurs imaginent par exemple de coller de telles batteries-feuilles sur des cellules photovoltaïques. On obtient alors un dispositif qui servirait à la fois à produire un courant électrique et à le stocker. Mais l'une des missions de ces industriels est de trouver d'autres débouchés pour la batterie fine et souple...

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