Batteries étirables : Alimenter l’avenir des technologies portables
Batteries étirables pour gadgets portables
Le monde de la technologie évolue rapidement et les gadgets portables deviennent de plus en plus populaires. Des montres connectées aux trackers d’activité, ces appareils offrent une gamme de fonctionnalités qui rendent nos vies plus faciles et plus pratiques. Cependant, l’un des plus grands défis auxquels sont confrontées les technologies portables est la durabilité. Les batteries traditionnelles ne sont pas conçues pour résister aux rigueurs de l’usure quotidienne, ce qui peut entraîner une défaillance prématurée.
Électronique flexible pour les technologies portables
Les chercheurs travaillent au développement de nouveaux types de batteries plus flexibles et durables, et qui peuvent mieux répondre aux exigences des appareils portables. Une approche prometteuse consiste à utiliser des matériaux étirables dans la conception des batteries. Les batteries étirables peuvent être étirées et déformées sans perdre leur capacité à stocker et à fournir de l’énergie, ce qui les rend idéales pour une utilisation dans des appareils portables soumis à des flexions, des torsions et d’autres types de déformation.
Batteries durables et rechargeables pour appareils portables
Une récente percée dans la technologie des batteries étirables a été annoncée dans la revue Nature Communications. Des chercheurs de l’Université de l’Illinois, de l’Université Northwestern et d’ailleurs ont mis au point une batterie mince et flexible qui peut être étirée jusqu’à 300 % de sa taille d’origine tout en fournissant de l’énergie. La batterie est constituée d’un substrat polymère étirable imprimé avec de petites batteries lithium-ion et reliées par de longs fils en forme de S. Lorsque le polymère est étiré, les fils agissent comme des ressorts, s’étirant pour couvrir plus de distance jusqu’à ce qu’ils soient complètement tendus.
Batteries lithium-ion pour l’électronique étirable
Les batteries lithium-ion sont le type de batterie le plus couramment utilisé dans l’électronique aujourd’hui, et elles offrent un certain nombre d’avantages par rapport aux autres types de batteries. Elles sont légères, ont une densité d’énergie élevée et peuvent être rechargées plusieurs fois. Cependant, les batteries lithium-ion traditionnelles ne sont pas très flexibles, ce qui les rend inadaptées à une utilisation dans des appareils étirables.
La batterie étirable développée par les chercheurs de l’Université de l’Illinois et de l’Université Northwestern utilise une nouvelle conception qui permet à la batterie de s’étirer et de se déformer sans endommager les cellules lithium-ion. La batterie est constituée d’un substrat polymère étirable mince imprimé avec de petites batteries lithium-ion et reliées par de longs fils en forme de S. Lorsque le polymère est étiré, les fils agissent comme des ressorts, s’étirant pour couvrir plus de distance jusqu’à ce qu’ils soient complètement tendus.
Polymère étirable pour le stockage de la batterie
Le substrat polymère étirable utilisé dans la batterie est constitué d’un matériau appelé polyimide. Le polyimide est un polymère hautes performances connu pour sa résistance, sa flexibilité et sa résistance à la chaleur et aux produits chimiques. Il est couramment utilisé dans diverses applications, notamment l’électronique flexible, l’aérospatiale et les dispositifs médicaux.
Fils en forme de S pour la conception de batteries étirables
Les fils en forme de S utilisés dans la batterie sont constitués d’un alliage métallique appelé Nitinol. Le Nitinol est un alliage à mémoire de forme, ce qui signifie qu’il peut se souvenir de sa forme d’origine et y revenir après avoir été déformé. Cette propriété rend le Nitinol idéal pour une utilisation dans des appareils étirables, car il permet aux fils de s’étirer et de se déformer sans perdre leur capacité à conduire l’électricité.
Chargement sans fil pour batteries étirables
En plus d’être étirable et durable, la batterie développée par les chercheurs de l’Université de l’Illinois et de l’Université Northwestern peut également être chargée sans fil. Il s’agit d’un avantage majeur pour les appareils portables, car cela élimine le besoin de câbles et de connecteurs de charge volumineux. La batterie peut être chargée sans fil à l’aide de bobines inductives, qui sont simplement placées en contact avec la batterie.
Bobines inductives pour le chargement de batteries portables
Les bobines inductives sont un type de transformateur qui peut transférer de l’énergie sans fil sur de courtes distances. Elles sont couramment utilisées dans diverses applications, notamment la charge sans fil, les étiquettes RFID et les détecteurs de métaux. Dans la batterie étirable, les bobines inductives sont utilisées pour transférer l’énergie d’une source d’alimentation à la batterie.
Applications des batteries étirables dans les appareils portables
La batterie étirable développée par les chercheurs de l’Université de l’Illinois et de l’Université Northwestern a un large éventail d’applications potentielles dans les appareils portables. Elle pourrait être utilisée pour alimenter tout, des montres pour smartphones pliables aux implants biologiques comme les stimulateurs cardiaques.
Utilisations potentielles des batteries étirables dans la santé et le bien-être
L’une des applications les plus prometteuses des batteries étirables se situe dans le domaine de la santé et du bien-être. Les batteries étirables pourraient être utilisées pour alimenter des appareils portables qui surveillent les signes vitaux, suivent l’activité physique et fournissent un traitement médical. Par exemple, les batteries étirables pourraient être utilisées pour alimenter des appareils implantables qui délivrent des médicaments ou stimulent des nerfs.
Conclusion
Le développement de batteries étirables constitue une avancée majeure dans le domaine des technologies