Fabrication de cellules Zn-PANI dans des géométries arbitraires. (a) Image optique de structures de boîtes et de couvercles imprimées dans différentes formes et tailles d'emballage. (b) Diagrammes schématiques illustrant le processus d'assemblage intégré pour une batterie Zn-PANI en forme de H représentative. (c) Images optiques de batteries Zn-PANI assemblées en anneau, H-, et formes cylindriques. (d) Image optique de la batterie sphérique Zn-PANI montrant la tension de la cellule. (e) Image optique d'une LED alimentée par deux batteries Zn-PANI en forme de H connectées en série. (f) Capacité de débit et (g) performances de cyclage d'une batterie cylindrique Zn-PANI mesurée dans une fenêtre de tension de 0,7 à 1,7 V à différents taux de C. Crédit: ACS Nano (2018). DOI :10.1021/acsnano.8b02744
Une équipe de chercheurs du Korea Advanced Institute of Science and Technology, L'Université Harvard et le Korea Research Institute of Chemical Technology ont développé un moyen de fabriquer des batteries dans presque toutes les formes imaginables. Dans leur article publié dans la revue ACS Nano , les chercheurs décrivent le processus utilisé pour fabriquer les batteries et l'appareil qu'ils ont créé pour prouver le son du concept.
Les formes de nombreux petits appareils sont limitées par les limites de la forme des piles :montres intelligentes, par exemple. Les petites piles sont généralement en forme de pièce de monnaie, rectangulaire, cylindrique ou en forme de poche. Les chercheurs avec ce nouvel effort ont développé une nouvelle façon de fabriquer une batterie qui pourrait avoir presque n'importe quelle forme qu'un fabricant de produits pourrait concevoir.
Les chercheurs rapportent qu'ils ont choisi les batteries zinc-ion parce qu'elles peuvent être utilisées en toute sécurité à l'air libre, car elles utilisent des électrolytes à base d'eau. Ils ont examiné les méthodes de fabrication utilisées pour divers produits, à la recherche de techniques pour fabriquer des composants de batterie sous différentes formes. Pour la cathode, ils ont découvert que l'électrofilage permettait de découper les batteries dans la forme souhaitée. Pour certaines autres pièces, ils ont utilisé le micro-usinage. Pour l'emballage, ils ont utilisé la stéréolithographie. Les connexions électriques ont été réalisées à l'aide d'une imprimante 3D. Ils ont rassemblé toutes leurs idées et ont produit des piles en forme de lettres, anneaux et cercles.
Pour tester leurs idées, les chercheurs ont créé une batterie qui pourrait être utilisée pour alimenter un capteur de lumière fixé sur une bague portée au doigt. En démontrant avec succès un tel dispositif, l'équipe a montré que leurs idées étaient solides. Ils notent que le même processus pourrait être utilisé pour créer d'autres nouveaux dispositifs, et que d'autres options sont également disponibles, comme l'utilisation de batteries zinc-manganèse pour alimenter un supercondensateur au graphène.
Les chercheurs notent également que les batteries de conception qu'ils ont créées peuvent être déchargées très rapidement et peuvent être complètement chargées en quelques minutes seulement. Ils suggèrent que leurs batteries pourraient être utilisées dans des applications telles que des dispositifs implantables ou portables et d'autres nouveaux produits.
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