Des batteries à très haute capacité et résistantes au feu ont été développées. La nouvelle batterie a amélioré à la fois les performances et la sécurité des "batteries lithium-soufre, " qui ont des capacités bien plus importantes que les batteries lithium-ion commercialisées, est donc facile à fabriquer via le processus d'impression.

Une équipe de recherche, dirigé par le professeur Sang-Young Lee de l'École d'ingénierie énergétique et chimique de l'UNIST a démontré des batteries Li-S tout-solides bipolaires (ASSLSB) qui présentent une sécurité exceptionnelle, la flexibilité, et esthétique, pour la première fois. Les technologies clés comprennent le « processus d'impression, " qui produit des piles comme si des lettres ou des images étaient imprimées sur des objets, et "l'électrolyte polymère double couche, " qui résout la réduction de la durée de vie de la batterie, un problème chronique des batteries lithium-soufre.

Les batteries lithium-soufre utilisent le lithium comme matériau d'électrode négative et le soufre comme matériau d'électrode positive. Bien que la densité énergétique soit environ cinq fois supérieure à celle d'une batterie lithium-ion, les composés soufrés (polysulfure) générés pendant le processus de charge et de décharge détériorent les performances de la batterie. Le composé soufré se déplace vers la cathode, créer un film mince sur la surface de la cathode, bloquant le mouvement des ions lithium responsables de la circulation de l'électricité.

« Les piles lithium-soufre à électrolytes solides double couche ont un cycle de vie plus du double par rapport aux piles lithium-soufre à électrolytes liquides classiques, " dit Se-Hee Kim, le premier auteur de l'étude. "C'est un électrolyte solide, mais utilise un gel légèrement plié pour augmenter la stabilité mécanique et chimique de la batterie. Il est également facile d'augmenter la tension de fonctionnement car plusieurs cellules peuvent être connectées en série."

Le "procédé d'impression graduelle" présente de nombreux avantages pour la fabrication de batteries lithium-soufre entièrement solides. Différentes formes de cellules peuvent être fabriquées directement à l'endroit souhaité, libérant ainsi des piles carrées. Dans cette étude, une pile lithium-soufre alphabétique a été réalisée sur l'aile d'un avion courbe.

"Cette recherche a présenté un nouveau concept de fabrication "à haute capacité, batterie tout solide de haute sécurité, " l'une des plus grandes préoccupations dans le domaine des batteries secondaires, " dit le professeur Lee. " Les ASSLSB bipolaires qui en ont résulté ont montré des progrès exceptionnels dans les facteurs de forme, flexibilité mécanique, et la sécurité, qui n'ont pas été atteints dans les ASSLSB signalés précédemment. »

Il ajoute, "Nous prévoyons que la stratégie ASSLSB bipolaire imprimée peut fournir une voie simple et évolutive vers la réalisation d'ASSLSB pratiques."