Une première: les micro-batteries à électrolyte solide miniaturisées

Publié par Adrien le 06/07/2019 à 08:00
Source: CEA

© liten
Des micro-batteries lithium-ions à électrolyte solide ont pour la première fois été mises au point pour répondre aux besoins de certaines applications dans le domaine de la santé.

Si les batteries lithium-ion à électrolyte solide existent déjà, elles n'avaient jusqu'à présent jamais été miniaturisées. Or, de telles batteries présentent bien des avantages comme l'absence de risque de fuite ou d'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...). Par ailleurs, elles présentent une faible auto-décharge, c'est-à-dire qu'elles peuvent rester longtemps inutilisées sans se décharger.

Pour déposer l'électrolyte solide en couche ultrafine avec une épaisseur de l'ordre du micron, les chercheurs ont mis à profit les procédés de micro-électronique (La micro-électronique est une spécialité du domaine de l'électronique.) sur silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...) classiques. Ils ont utilisé les équipements de production en 200 mm du laboratoire pour réaliser les étapes de photolithographie, de dépôt de l'électrolyte sur le substrat de silicium et de gravure des couches. La principale difficulté était d'adapter ces procédés à des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) issus de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) des batteries. L'utilisation du substrat de silicium facilite ensuite l'intégration des micro-batteries dans des dispositifs électroniques, tels les MEMS.

Au final, la batterie obtenue présente des dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...) très réduites (de l'ordre de 1,7 mm * 3,1 mm * 0,1 mm), et une capacité de 25 µAh. Couplée à un système de recharge par induction ou de récupération d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) vibratoire, elle peut être utilisée pour des applications peu gourmandes en puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) dans le domaine de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...). Un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) est en cours avec un partenaire industriel pour l'associer à un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) intra-oculaire pour la surveillance du glaucome (Le glaucome est une maladie dégénérative du nerf optique qui entraîne une perte...). Cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) a obtenu en 2019 le prix "Best Technical (Un technical est un anglicisme désignant un véhicule de combat improvisé et typique d'une force...) Development (Development est une revue scientifique bimensuelle à comité de lecture couvrant tous les...) within Energy Storage" décerné par IdTechEx en 2019.
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