Nous sommes à présent entourés, dans notre vie quotidienne, d'une multitude de dispositifs et d'appareils minuscules et souvent à peine plus grands qu'une boîte d'allumettes. Mais le problème est que la miniaturisation des batteries servant à alimenter ces systèmes ne s'est pas faite au même rythme. Il en résulte un paradoxe que chacun a l'occasion de constater : ces piles et batteries sont souvent aussi volumineuses que les appareils eux-mêmes.
Pour relever ce défi technique, les industriels et les chercheurs ont conçu des électrodes en couches minces mais les micro-piles issues de cette technologie n'atteignent pas une capacité d'énergie suffisante pour alimenter nos dispositifs portables, souvent gourmands en électricité.
Mais le recours à l'impression 3D pourrait permettre de faire sauter ce verrou. Une équipe de chercheurs de l'Université de Harvard et de l'Université de l'Illinois a en effet réussi à produire une micro-batterie grâce à l’impression de minuscules électrodes de batterie, chacune inférieure à la largeur d'un cheveu humain.
Pour réaliser ces électrodes en 3D, les chercheurs ont d'abord mis au point des encres spécialisées. Contrairement à l'encre d'une imprimante classique, les encres développées pour l'impression 3D sont capables de durcir pour prendre leur forme définitive.
Ces encres possèdent par ailleurs des propriétés semblables à celles des matériaux électrochimiques afin de créer l’anode et la cathode. Ces propriétés physico-chimiques ont pu être atteintes en recourant à des nanoparticules composées d'oxyde métallique de lithium.
Les premiers tests en laboratoire montrent que les performances de ces batteries miniatures sont équivalentes à celles des batteries actuelles, pour un volume et un encombrement bien inférieurs.
L'impression en 3D de micro-batteries ouvre donc de vastes perspectives d'application en matière de miniaturisation, tant dans le domaine électronique qu'en médecine ou encore dans l'industrie.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
