Le mythe populaire selon lequel une araignée n'est jamais à plus de quelques mètres est sans doute plus vrai pour les batteries lithium-ion que pour les arachnides. Tout alimenter, des smartphones et ordinateurs portables aux cigarettes électroniques, les batteries lithium-ion surpassent les sources d'énergie alternatives en raison de leur densité énergétique de premier ordre et de leur longue durée de vie, ce qui signifie qu'ils peuvent être rechargés encore et encore avant de tomber en panne. Pourtant, pour tous ces avantages, Les batteries lithium-ion présentent un problème majeur :elles peuvent s'enflammer de manière catastrophique lorsqu'elles surchauffent.

Au laboratoire de physique appliquée de Johns Hopkins, un nouveau type de batterie lithium-ion qui ne peut pas prendre feu est en préparation. Une équipe de chercheurs dirigée par Konstantinos Gerasopoulos, un chercheur scientifique principal au laboratoire, ont récemment fait des percées dans leurs efforts de développement. La nouvelle batterie est fine et flexible, contrairement aux batteries lithium-ion d'aujourd'hui qui doivent être emballées dans des boîtiers rigides cylindriques ou polygonaux pour en protéger le contenu volatil. La batterie APL est également résistante, capable de résister à l'immersion dans l'eau, Coupe, et même des impacts balistiques.

"Nous voulions créer une batterie aussi fine et puissante que l'électronique qu'elle est censée alimenter, " dit Gerasopoulos. " Et pour ce faire, nous devions transformer la sécurité de la batterie."

Échangez pour la sécurité

En piles, un électrolyte liquide véhicule des électrons entre deux électrodes, fournissant un courant électrique qui alimente votre appareil. Les batteries lithium-ion standard contiennent un électrolyte avec un solvant organique qui, tout en étant efficace, se trouve être inflammable. Gerasopoulos et ses collègues ont développé une nouvelle classe d'électrolyte qui utilise des sels de lithium dissous dans l'eau comme solvant inflammable. Une matrice polymère - en gros, une sorte d'éponge en plastique - absorbe l'eau, et le résultat final est un pliable, mou, tendre, électrolyte semblable à une lentille de contact.

Le positif avec le négatif

D'habitude, les électrodes de batterie lithium-ion sont en forme de feuille et, lorsqu'il est trop plié, peut se froisser et être endommagé. Les électrodes de batterie d'APL sont plutôt fabriquées avec du Kapton, un film souple souvent utilisé pour isoler un vaisseau spatial des températures extrêmes. En prime, Kapton est un produit facilement disponible, matériel standard, réduire le coût et la complexité de fabrication de la batterie.

Plus de puissance plus longtemps

L'itération actuelle du nouvel électrolyte supporte 4,1 volts, pas autant que les batteries lithium-ion conventionnelles, mais ça se rapproche. L'équipe APL souhaite également faire passer la durée de vie de la batterie d'une centaine de charges à plus d'un millier, correspondant aux performances typiques de la batterie d'aujourd'hui. L'ajustement continu de la chimie du polymère pour une meilleure stabilité électrochimique devrait permettre d'atteindre ces deux objectifs.