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Recherche / Culture scientifique

Une nouvelle étape vers de futures batteries miniatures

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11 octobre 2016

A l’heure de l’internet des objets, les microcapteurs intelligents et connectés qui équipent nos smartphones et tablettes ont de plus en plus besoin de sources d’énergies de grande densité pour fonctionner. Une équipe franco-américaine, à laquelle est associée l’Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN / Université de Nantes - CNRS), a réussi à améliorer la densité d’énergie d’une batterie… sans en augmenter la taille. Une première étape avant le développement d’une micro-batterie complète et performante.

Pour augmenter cette densité, les chercheurs français et américains ont développé une structure de batterie en 3D à base de micro-tubes. "En utilisant cette approche innovante, une batterie d'une surface d'1 mm² peut développer une surface spécifique de 50 mm² et donc avoir une densité d'énergie beaucoup plus importante qu'actuellement", explique Thierry Brousse, chercheur à l'Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN)

A partir de cette base 3D développée par Christophe Lethien à l'IEMN (Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie de Lille), les chercheurs sont ensuite parvenus à ajouter les différentes couches de matériaux qui composent la batterie tout en conservant la structure de base. "En utilisant une technologie de pointe particulière, les matériaux ont pu épouser parfaitement les formes 3D du socle, sans boucher les structures tubulaires", souligne Thierry Brousse. Prochaine étape : mettre au point des films minces d'électrodes positives qui permettront de créer les premiers prototypes de micro-batterie bien plus performants que les micro-batteries actuelles.

  

Cliché obtenu avec un microscope électronique à balayage des micro-tubes doubles © Christophe Lethien.


Mis à jour le 12 octobre 2016 par Julien PATRON

En savoir plus

Ces travaux impliquent des chercheurs lillois, amiénois, et nantais de l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie, de l'Unité de catalyse et de chimie du solide, de l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN), du Laboratoire réactivité et chimie des solides au sein du réseau RS2E (Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie) et de l'Argonne national Lab (Etats-Unis).

Publication

Atomic layer deposition of functional layers for on Chip 3D Li-ion all solid state microbattery. M. Létiche, E. Eustache, J. Freixas, A. Demortière, V. De Andrade, L. Morgenroth, P. Tilmant, F. Vaurette, D. Troadec, P. Roussel, T. Brousse, C. Lethien. Advanced Energy Materials, le 11 octobre 2016.