Une batterie lithium-ion flexible conçue par une équipe de chercheurs du Johns Hopkins Applied Physics Laboratory et conçue pour fonctionner dans des conditions extrêmes, y compris la coupe, submersion, et impact balistique simulé - peut désormais ajouter de l'incombustible à son curriculum vitae.

Les batteries Li-ion actuelles sont sensibles aux incendies et aux explosions catastrophiques, dont la plupart arrivent sans aucun avertissement perceptible, car elles sont construites avec des matériaux inflammables et combustibles. Les téléphones Samsung Galaxy Note7 ont été interdits aux compagnies aériennes en raison de ce danger, et l'interdiction par la Marine des cigarettes électroniques sur les navires et les sous-marins est une réponse directe à la nécessité de réduire l'inflammabilité de ces dispositifs.

Avec ces batteries émergeant comme le véhicule de stockage d'énergie de choix pour l'électronique portable, véhicules électriques, et stockage en réseau, ces avancées en matière de sécurité marquent une avancée significative dans la transformation de la façon dont les batteries Li-ion sont fabriquées et utilisées dans les appareils électroniques.

Dans une recherche publiée récemment dans la revue Communications chimiques , l'équipe, dirigé par Konstantinos Gerasopoulos du département Recherche et développement exploratoire de l'APL, détaille sa dernière découverte :une nouvelle classe d'électrolytes « eau dans le sel » et « l'eau dans le bisalte », appelées WiS et WiBS, respectivement - que, lorsqu'il est incorporé dans une matrice polymère, réduit l'activité de l'eau et augmente les capacités énergétiques et le cycle de vie de la batterie tout en la débarrassant de l'inflammable, toxique, et les solvants hautement réactifs présents dans les batteries Li-ion actuelles. C'est un coffre-fort, alternative puissante, disent les chercheurs.

« Les batteries Li-ion sont déjà une présence constante dans notre vie quotidienne, de nos téléphones à nos voitures, et continuer à améliorer leur sécurité est primordial pour faire progresser la technologie de stockage d'énergie, " dit Gérasopoulos, chercheur principal et chercheur principal à l'APL. « Les facteurs de forme des batteries Li-ion n'ont pas beaucoup changé depuis leur commercialisation au début des années 90 ; nous utilisons toujours les mêmes types de cellules cylindriques ou prismatiques. L'électrolyte liquide et l'emballage hermétique requis y sont pour beaucoup.

« Les efforts de notre équipe se sont généralement concentrés sur le remplacement du liquide inflammable par un polymère qui améliore la sécurité et le facteur de forme. Nous sommes enthousiasmés par la situation actuelle. Notre récent article montre une facilité d'utilisation et des performances améliorées des batteries Li-ion polymères flexibles à base d'eau. qui peuvent être construits et exploités à l'air libre."

En outre, la tolérance aux dommages initialement démontrée avec la batterie flexible de l'équipe en 2017 est encore améliorée dans cette nouvelle approche de création de batteries Li-ion.

"La première génération de batteries flexibles n'était pas aussi stable dimensionnellement que celles que nous fabriquons aujourd'hui, " a déclaré Gérasopoulos.

Avec cette dernière référence atteinte, les chercheurs continuent de travailler sur d'autres avancées de cette technologie.

"Notre équipe améliore en permanence la sécurité et les performances des batteries Li-ion flexibles, " a déclaré Jeff Maranchi, le responsable de programme pour la science des matériaux à l'APL. "Nous avons déjà réalisé d'autres découvertes sur la base de ce travail récemment publié qui nous passionne beaucoup. Nous espérons faire passer cette nouvelle recherche au prototypage d'ici un an."