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Alors que les smartphones, les maisons intelligentes et même les objets connectés intelligents sont de plus en plus avancés, ils sont toujours limités par la puissance. La batterie na pas avancé depuis des décennies. Mais nous sommes au bord dune révolution de puissance.

Les grandes entreprises technologiques et automobiles sont trop conscientes des limites des batteries lithium-ion. Alors que les puces et les systèmes dexploitation deviennent plus efficaces pour économiser de lénergie, nous nenvisageons encore quun jour ou deux dutilisation sur un smartphone avant de devoir recharger.

Bien quil puisse sécouler un certain temps avant de retirer une semaine de la vie de nos téléphones, le développement progresse bien. Nous avons rassemblé toutes les meilleures découvertes de batterie qui pourraient être bientôt avec nous, de la recharge sans fil à la recharge ultra-rapide en 30 secondes. Espérons que vous verrez bientôt cette technologie dans vos gadgets.

SVOLT dévoile des batteries sans cobolt pour les véhicules électriques

Bien que les propriétés de réduction des émissions des véhicules électriques soient largement acceptées, il existe toujours une controverse autour des batteries, en particulier lutilisation de métaux des terres rares comme le cobolt. SVOLT, basée à Changzhou, en Chine, a annoncé quelle avait fabriqué des batteries sans cobolt conçues pour le marché des véhicules électriques. En plus de réduire les métaux des terres rares, la société prétend quils ont une densité dénergie plus élevée, ce qui pourrait entraîner des gammes allant jusquà 800 km (500 miles) pour les voitures électriques, tout en allongeant la durée de vie de la batterie et en augmentant la sécurité. Nous ne savons pas exactement où nous verrons ces batteries, mais la société a confirmé quelle travaille avec un grand fabricant européen.

Timo Ikonen, University of Eastern Finland

Un pas de plus vers les batteries lithium-ion à anode de silicium

Cherchant à surmonter le problème du silicium instable dans les batteries lithium-ion, des chercheurs de lUniversité de Finlande orientale ont développé une méthode pour produire une anode hybride, en utilisant des microparticules de silicium mésoporeux et des nanotubes de carbone. Lobjectif ultime est de remplacer le graphite comme anode dans les batteries et dutiliser du silicium, qui a dix fois la capacité. Lutilisation de ce matériau hybride améliore les performances de la batterie, tandis que le matériau de silicium est produit de manière durable à partir de cendres décorce dorge.

Monash University

Les batteries au lithium-soufre pourraient surpasser le Li-Ion et avoir un impact environnemental moindre

Les chercheurs de lUniversité Monash ont développé une batterie lithium-soufre qui peut alimenter un smartphone pendant 5 jours, surpassant le lithium-ion. Les chercheurs ont fabriqué cette batterie, ont des brevets et lintérêt des fabricants. Le groupe dispose de fonds pour poursuivre ses recherches en 2020, affirmant que la recherche continue sur les voitures et lutilisation du réseau se poursuivra.

La nouvelle technologie de batterie aurait un impact environnemental inférieur à celui du lithium-ion et des coûts de fabrication inférieurs, tout en offrant la possibilité dalimenter un véhicule sur 1000 km (620 miles) ou un smartphone pendant 5 jours.

La batterie dIBM provient de leau de mer et surpasse le lithium-ion

IBM Research rapporte avoir découvert une nouvelle chimie de batterie exempte de métaux lourds comme le nickel et le cobalt et qui pourrait potentiellement surpasser le lithium-ion. IBM Research affirme que cette chimie na jamais été utilisée en combinaison dans une batterie auparavant et que les matériaux peuvent être extraits de leau de mer.

Les performances de la batterie sont prometteuses, IBM Research affirmant quelle peut surpasser le lithium-ion dans un certain nombre de domaines différents - elle est moins chère à fabriquer, elle peut se charger plus rapidement que le lithium-ion et peut contenir à la fois une puissance et une énergie plus élevées densités. Tout cela est disponible dans une batterie à faible inflammabilité des électrolytes.

IBM Research souligne que ces avantages rendront sa nouvelle technologie de batterie adaptée aux véhicules électriques, et elle travaille avec Mercedes-Benz, entre autres, pour développer cette technologie en une batterie commerciale viable.

Panasonic

Système de gestion de batterie Panasonic

Alors que les batteries lithium-ion sont partout et se développent dans les cas dutilisation, la gestion de ces batteries, y compris la détermination du moment où ces batteries ont atteint la fin de leur vie, est difficile. Panasonic, en collaboration avec le professeur Masahiro Fukui de lUniversité Ritsumeikan, a mis au point une nouvelle technologie de gestion des batteries qui facilitera la surveillance des batteries et déterminera la valeur résiduelle du lithium-ion.

Panasonic dit que sa nouvelle technologie peut être facilement appliquée en modifiant le système de gestion des batteries, ce qui facilitera la surveillance et lévaluation des batteries avec plusieurs cellules empilées, le genre de chose que vous pourriez trouver dans une voiture électrique. Panasonic estime que ce système contribuera au développement durable en étant en mesure de mieux gérer la réutilisation et le recyclage des batteries lithium-ion.

Modulation de température asymétrique

La recherche a démontré une méthode de charge qui nous rapproche de la charge extrêmement rapide - XFC - qui vise à fournir 200 miles dautonomie en environ 10 minutes avec une charge de 400 kW. Lun des problèmes de charge est le placage Li dans les batteries, donc la méthode de modulation de température asymétrique se charge à une température plus élevée pour réduire le placage, mais limite cela à des cycles de 10 minutes, en évitant la croissance en interphase à électrolyte solide, ce qui peut réduire la durée de vie de la batterie. La méthode réduirait la dégradation de la batterie tout en permettant la charge XFC.

Pocket-lint

La batterie au sable offre une autonomie trois fois plus longue

Ce type alternatif de batterie lithium-ion utilise du silicium pour obtenir des performances trois fois supérieures aux batteries Li-ion graphite actuelles. La batterie est toujours au lithium-ion comme celle de votre smartphone, mais elle utilise du silicium au lieu du graphite dans les anodes.

Les scientifiques de lUniversité de Californie à Riverside se concentrent sur le nano silicium depuis un certain temps, mais il se dégrade trop rapidement et est difficile à produire en grande quantité. En utilisant du sable, il peut être purifié, pulvérisé puis broyé avec du sel et du magnésium avant dêtre chauffé pour éliminer loxygène résultant en silicium pur. Ceci est poreux et tridimensionnel, ce qui contribue aux performances et, potentiellement, à la durée de vie des batteries. Nous avons initialement repris cette recherche en 2014 et maintenant elle se concrétise.

Silanano est une start-up de technologie de batterie qui met cette technique sur le marché et a vu de gros investissements dentreprises comme Daimler et BMW. La société affirme que sa solution peut être intégrée dans la fabrication de batteries lithium-ion existantes.Elle est donc prête pour un déploiement évolutif, promettant une augmentation des performances de la batterie de 20% maintenant, ou 40% dans un avenir proche.

Capturer lénergie du Wi-Fi

Bien que la charge inductive sans fil soit courante, être capable de capter lénergie du Wi-Fi ou dautres ondes électromagnétiques reste un défi. Une équipe de chercheurs a cependant développé une rectenne (antenne de collecte des ondes radio) qui ne fait penser quà plusieurs atomes, ce qui la rend incroyablement flexible.

Lidée est que les appareils peuvent incorporer cette rectenne à base de bisulfure de molybdène afin que le courant alternatif puisse être récupéré du Wi-Fi dans lair et converti en courant continu, soit pour recharger une batterie soit pour alimenter directement un appareil. Cela pourrait voir des pilules médicales alimentées sans avoir besoin dune batterie interne (plus sûre pour le patient) ou dappareils mobiles qui nont pas besoin dêtre connectés à une alimentation pour se recharger.

Énergie récupérée auprès du propriétaire de lappareil

Vous pourriez être la source dénergie de votre prochain appareil, si la recherche sur les TENG se concrétise . Un TENG - ou nanogénérateur triboélectrique - est une technologie de récupération dénergie qui capture le courant électrique généré par le contact de deux matériaux.

Une équipe de recherche de lInstitut de technologie avancée de Surrey et de lUniversité de Surrey a donné un aperçu de la façon dont cette technologie pourrait être mise en place pour alimenter des choses comme les appareils portables. Bien que nous soyons loin de le voir en action, la recherche devrait donner aux concepteurs les outils dont ils ont besoin pour comprendre et optimiser efficacement la future mise en œuvre de TENG.

Batteries nanofils dor

Les grands esprits de lUniversité de Californie à Irvine ont craqué des piles nanofils qui peuvent résister à de nombreuses recharges. Le résultat pourrait être de futures batteries qui ne meurent pas.

Les nanofils, mille fois plus fins quun cheveu humain, offrent une grande possibilité pour les futures batteries. Mais ils sont toujours tombés en panne lors de la recharge. Cette découverte utilise des nanofils dor dans un électrolyte en gel pour éviter cela. En fait, ces batteries ont été testées en rechargeant plus de 200 000 fois en trois mois et nont montré aucune dégradation.

Lithium-ion à létat solide

Les batteries à semi-conducteurs offrent traditionnellement la stabilité mais au détriment des transmissions délectrolyte. Un article publié par des scientifiques de Toyota écrit sur leurs tests dune batterie à semi-conducteurs qui utilise des conducteurs superioniques sulfurés. Tout cela signifie une batterie supérieure.

Le résultat est une batterie qui peut fonctionner à des niveaux de supercondensateurs pour se charger ou se décharger complètement en seulement sept minutes, ce qui la rend idéale pour les voitures. Puisquil est à létat solide, cela signifie également quil est beaucoup plus stable et plus sûr que les batteries actuelles. Lunité à semi-conducteurs devrait également être en mesure de fonctionner à moins 30 degrés Celsius et jusquà cent.

Les matériaux électrolytiques posent toujours des défis, alors ne vous attendez pas à les voir bientôt dans les voitures, mais cest un pas dans la bonne direction vers des batteries plus sûres et à charge plus rapide.

Batteries au graphène Grabat

Les batteries au graphène ont le potentiel dêtre lune des plus performantes disponibles. Grabat a développé des batteries au graphène qui pourraient offrir aux voitures électriques une autonomie allant jusquà 500 miles sur une charge.

Graphenano , la société à lorigine du développement, affirme que les batteries peuvent être chargées complètement en quelques minutes et peuvent se charger et se décharger 33 fois plus rapidement que le lithium-ion. La décharge est également cruciale pour des choses comme les voitures qui veulent de grandes quantités de puissance afin de se retirer rapidement.

On ne sait pas si les batteries Grabat sont actuellement utilisées dans des produits, mais la société a des batteries disponibles pour les voitures, les drones, les vélos et même la maison.

Micro-supercondensateurs fabriqués au laser

Rice Univeristy

Les scientifiques de lUniversité Rice ont fait une percée dans les micro-supercondensateurs. Actuellement, ils sont coûteux à fabriquer mais utilisent des lasers qui pourraient bientôt changer.

En utilisant des lasers pour graver des motifs délectrodes dans des feuilles de plastique, les coûts de fabrication et leffort diminuent massivement. Le résultat est une batterie qui peut se charger 50 fois plus rapidement que les batteries actuelles et se décharger encore plus lentement que les supercondensateurs actuels. Ils sont même difficiles, capables de travailler après avoir été pliés plus de 10 000 fois lors des tests.

Batteries en mousse

Prieto pense que lavenir des batteries est la 3D. La société a réussi à résoudre ce problème avec sa batterie qui utilise un substrat en mousse de cuivre.

Cela signifie que ces batteries seront non seulement plus sûres, grâce à labsence délectrolyte inflammable, mais elles offriront également une durée de vie plus longue, une charge plus rapide, une densité cinq fois plus élevée, seront moins chères à fabriquer et plus petites que les offres actuelles.

Prieto vise à placer ses batteries en petits objets en premier, comme les vêtements portables. Mais cela dit que les batteries peuvent être augmentées afin que nous puissions les voir dans les téléphones et peut-être même dans les voitures à lavenir.

Carphone Warehouse

La batterie pliable ressemble à du papier mais est résistante

La batterie Jenax J.Flex a été développée pour rendre possible les gadgets flexibles. La batterie de type papier peut se plier et est étanche, ce qui signifie quelle peut être intégrée dans les vêtements et les vêtements.

La batterie a déjà été créée et a même été testée en termes de sécurité, notamment en étant pliée plus de 200 000 fois sans perte de performances.

Nick Bilton/The New York Times

uBeam sur la charge de lair

uBeam utilise des ultrasons pour transmettre lélectricité. La puissance est transformée en ondes sonores, inaudibles pour les humains et les animaux, qui sont transmises puis reconverties en puissance dès quelles atteignent lappareil.

Le concept uBeam a été découvert par Meredith Perry, diplômée en astrobiologie de 25 ans. Elle a lancé lentreprise qui permettra de recharger des gadgets par voie aérienne à laide dune plaque de 5 mm dépaisseur. Ces émetteurs peuvent être fixés aux murs ou transformés en art décoratif pour transmettre la puissance aux smartphones et aux ordinateurs portables. Les gadgets ont juste besoin dun récepteur fin pour recevoir la charge.

StoreDot

StoreDot recharge les mobiles en 30 secondes

StoreDot , une start-up née du département de nanotechnologie de lUniversité de Tel Aviv, a développé le chargeur StoreDot. Il fonctionne avec les smartphones actuels et utilise des semi-conducteurs biologiques fabriqués à partir de composés organiques naturels connus sous le nom de peptides - chaînes courtes dacides aminés - qui sont les éléments constitutifs des protéines.

Le résultat est un chargeur qui peut recharger les smartphones en 60 secondes. La batterie comprend "des composés organiques ininflammables enfermés dans une structure de protection de sécurité multicouche qui empêche les surtensions et le chauffage", il ne devrait donc pas y avoir de problème avec son explosion.

La société a également annoncé son intention de construire une batterie pour véhicules électriques qui se recharge en cinq minutes et offre une autonomie de 300 miles.

On ne sait pas quand les batteries StoreDot seront disponibles à léchelle mondiale - nous nous attendions à ce quelles arrivent en 2017 - mais quand elles le feront, nous nous attendons à ce quelles deviennent incroyablement populaires.

Pocket-lint

Chargeur solaire transparent

Alcatel a fait la démonstration dun téléphone mobile avec un panneau solaire transparent sur lécran qui permettrait aux utilisateurs de charger leur téléphone en le plaçant simplement au soleil.

Bien quil ne soit pas susceptible dêtre disponible dans le commerce avant un certain temps, la société espère que cela résoudra les problèmes quotidiens de ne jamais avoir suffisamment de batterie. Le téléphone fonctionnera avec la lumière directe du soleil ainsi quavec des lumières standard, de la même manière que les panneaux solaires ordinaires.

Phienergy

La batterie aluminium-air donne 1 100 miles de route sur une charge

Une voiture a réussi à parcourir 1 100 milles avec une seule charge de batterie . Le secret de cette super gamme est un type de technologie de batterie appelée aluminium-air qui utilise loxygène de lair pour remplir sa cathode. Cela le rend beaucoup plus léger que les batteries au lithium-ion remplies de liquide pour donner à la voiture une autonomie beaucoup plus grande.

Bristol Robotics Laboratory

Batteries alimentées par lurine

La Fondation Bill Gates finance de nouvelles recherches du Bristol Robotic Laboratory qui a découvert des piles pouvant être alimentées par lurine . Il est suffisamment efficace pour charger un smartphone que les scientifiques ont déjà montré. Mais comment ça fonctionne?

À laide dune pile à combustible microbienne, les micro-organismes prennent lurine, la décomposent et produisent de lélectricité.

Alimenté par le son

Des chercheurs britanniques ont construit un téléphone capable de se recharger en utilisant le son ambiant dans latmosphère environnante.

Le smartphone a été construit en utilisant un principe appelé effet piézoélectrique. Des nanogénérateurs ont été créés pour recueillir le bruit ambiant et le convertir en courant électrique.

Les nanotiges répondent même à la voix humaine, ce qui signifie que les utilisateurs mobiles bavards pourraient en fait alimenter leur propre téléphone pendant quils parlent.

Charge 20 fois plus rapide, batterie double carbone Ryden

Power Japan Plus a déjà annoncé cette nouvelle technologie de batterie appelée Ryden dual carbon . Non seulement il durera plus longtemps et se chargera plus rapidement que le lithium, mais il peut être fabriqué en utilisant les mêmes usines où les batteries au lithium sont construites.

Les batteries utilisent des matériaux en carbone, ce qui signifie quelles sont plus durables et respectueuses de lenvironnement que les alternatives actuelles. Cela signifie également que les batteries se chargeront vingt fois plus rapidement que le lithium-ion. Ils seront également plus durables, avec la capacité de durer jusquà 3000 cycles de charge, plus ils sont plus sûrs avec moins de risques dincendie ou dexplosion.

Batteries au sodium-ion

Au Japon, les scientifiques travaillent sur de nouveaux types de batteries qui nont pas besoin de lithium comme la batterie de votre smartphone. Ces nouvelles batteries utiliseront du sodium, lun des matériaux les plus courants sur la planète plutôt que du lithium rare - et elles seront jusquà sept fois plus efficaces que les batteries conventionnelles.

La recherche sur les batteries au sodium-ion se poursuit depuis les années 80 pour tenter de trouver une alternative moins chère au lithium. En utilisant du sel, le sixième élément le plus courant de la planète, les batteries peuvent être beaucoup moins chères. La commercialisation des batteries devrait commencer pour les smartphones, les voitures et plus encore au cours des cinq à 10 prochaines années.

Upp

Chargeur de pile à combustible à hydrogène Upp

Le chargeur portable à pile à combustible à hydrogène Upp est disponible dès maintenant. Il utilise lhydrogène pour alimenter votre téléphone en vous gardant hors tension et en restant respectueux de lenvironnement.

Une cellule à hydrogène fournira cinq charges complètes dun téléphone mobile (capacité de 25 Wh par cellule). Et le seul sous-produit produit est la vapeur deau. Une prise USB de type A signifie quelle chargera la plupart des périphériques USB avec une sortie 5V, 5W, 1000mA.

Batteries avec extincteur intégré

Il nest pas rare que les batteries lithium-ion surchauffent, prennent feu et même explosent. La batterie du Samsung Galaxy Note 7 en est un excellent exemple. Des chercheurs de luniversité de Stanford ont mis au point des batteries lithium-ion avec extincteurs intégrés.

La batterie a un composant appelé phosphate de triphényle, qui est couramment utilisé comme retardateur de flamme dans lélectronique, ajouté aux fibres plastiques pour aider à garder les électrodes positive et négative à part. Si la température de la batterie dépasse 150 degrés Celsius, les fibres plastiques fondent et le produit chimique phosphate de triphényle est libéré. La recherche montre que cette nouvelle méthode peut empêcher les batteries de prendre feu en 0,4 seconde.

Mike Zimmerman

Batteries protégées contre les explosions

Les batteries au lithium-ion ont une couche de matériau poreux à électrolyte liquide plutôt volatil prise en sandwich entre les couches danode et de cathode. Mike Zimmerman, chercheur à lUniversité Tufts dans le Massachusetts, a développé une batterie qui a le double de la capacité des batteries lithium-ion , mais sans les dangers inhérents.

La batterie de Zimmerman est incroyablement mince, étant légèrement plus épaisse que deux cartes de crédit, et remplace le liquide délectrolyte par un film plastique qui a des propriétés similaires. Il peut supporter dêtre percé, déchiqueté et peut être exposé à la chaleur car il nest pas inflammable. Il y a encore beaucoup de recherches à faire avant que la technologie ne puisse arriver sur le marché, mais il est bon de savoir que des options plus sûres existent.

Batteries Liquid Flow

Les scientifiques de Harvard ont développé une batterie qui stocke son énergie dans des molécules organiques dissoutes dans de leau à pH neutre. Les chercheurs disent que cette nouvelle méthode permettra à la batterie Flow de durer exceptionnellement longtemps par rapport aux batteries lithium-ion actuelles.

Il est peu probable que nous voyions la technologie dans les smartphones et autres, car la solution liquide associée aux batteries Flow est stockée dans de grands réservoirs, plus elle est grande, mieux cest. On pense quils pourraient être un moyen idéal pour stocker lénergie créée par des solutions dénergie renouvelable telles que lénergie éolienne et solaire.

En effet, les recherches de lUniversité de Stanford ont utilisé du métal liquide dans une batterie à écoulement avec des résultats potentiellement excellents, revendiquant le double de la tension des batteries à écoulement conventionnelles. Léquipe a suggéré que cela pourrait être un excellent moyen de stocker des sources dénergie intermittentes, comme lénergie éolienne ou solaire, pour une libération rapide sur le réseau à la demande.

IBM et ETH Zurich ont développé une batterie à débit liquide beaucoup plus petite qui pourrait potentiellement être utilisée dans les appareils mobiles. Cette nouvelle batterie prétend être capable non seulement dalimenter les composants, mais aussi de les refroidir en même temps. Les deux sociétés ont découvert deux liquides à la hauteur de la tâche, et seront utilisés dans un système capable de produire 1,4 Watts de puissance par cm2, avec 1 Watt de puissance réservé pour alimenter la batterie.

Batterie Zap & Go Carbon-ion

La société dOxford, ZapGo, a développé et produit la première batterie au carbone-ion prête à être utilisée par les consommateurs. Une batterie au carbone-ion combine les capacités de charge ultra-rapide dun supercondensateur, avec les performances dune batterie au lithium-ion, tout en étant entièrement recyclable.

La société dispose dun chargeur Powerbank qui se charge complètement en cinq minutes, puis rechargera un smartphone au maximum en deux heures.

Batteries zinc-air

Les scientifiques de lUniversité de Sydney pensent quils ont trouvé un moyen de fabriquer des batteries zinc-air pour beaucoup moins cher que les méthodes actuelles. Les batteries zinc-air peuvent être considérées comme supérieures au lithium-ion, car elles ne prennent pas feu. Le seul problème est quils dépendent de composants coûteux pour fonctionner.

Sydney Uni a réussi à créer une batterie zinc-air sans avoir besoin de composants coûteux, mais plutôt de solutions de rechange moins chères. Des batteries plus sûres et moins chères pourraient être en route!

Vêtements intelligents

Des chercheurs de l Université de Surrey mettent au point une façon dutiliser vos vêtements comme source dénergie. La batterie est appelée nanogénérateurs triboélectriques (TENG), qui convertit le mouvement en énergie stockée. Lélectricité stockée peut ensuite être utilisée pour alimenter des téléphones mobiles ou des appareils tels que les trackers de fitness Fitbit.

La technologie pourrait être appliquée à plus que des vêtements, elle pourrait être intégrée dans le trottoir, donc lorsque les gens marchent constamment dessus, elle peut stocker de lélectricité qui peut ensuite être utilisée pour alimenter les lampes de rue, ou dans le pneu dune voiture pour pouvoir alimenter une voiture.

Batteries extensibles

Des ingénieurs de lUniversité de Californie à San Diego ont développé une cellule de biocarburant extensible qui peut produire de lélectricité à partir de la sueur. Lénergie générée serait suffisante pour alimenter les LED et les radios Bluetooth, ce qui signifie quelle pourrait un jour alimenter des appareils portables comme les montres intelligentes et les trackers de fitness.

La batterie au graphène de Samsung

Samsung a réussi à développer des "boules de graphène" capables daugmenter de 45% la capacité de ses batteries lithium-ion actuelles et de se recharger cinq fois plus rapidement que les batteries actuelles. Pour mettre cela en contexte, Samsung dit que sa nouvelle batterie à base de graphène peut être rechargée complètement en 12 minutes, contre environ une heure pour lunité actuelle.

Samsung dit également quil a des utilisations au-delà des smartphones, disant quil pourrait être utilisé pour les véhicules électriques car il peut résister à des températures allant jusquà 60 degrés Celsius.

Charge plus sûre et plus rapide des batteries lithium-ion actuelles

Les scientifiques de WMG à lUniversité de Warwick ont développé une nouvelle technologie qui permet aux batteries lithium-ion actuelles dêtre chargées jusquà cinq fois plus vite que les limites actuelles recommandées. La technologie mesure en permanence la température dune batterie beaucoup plus précisément que les méthodes actuelles.

Les scientifiques ont découvert que les batteries actuelles peuvent en fait être poussées au-delà de leurs limites recommandées sans affecter les performances ou la surchauffe. Peut-être que nous navons pas besoin du tout des autres nouvelles batteries mentionnées!