Beaucoup des batteries actuelles utilisent la même structure à deux électrodes yin et yang avec isolation entre les conducteurs, mais les ingénieurs de Cornell ont développé une nouvelle structure inhabituelle parce qu'ils utilisent des entrelacs. Cette structure s'apparente à un tourbillon et possède des caractéristiques de charge instantanée.Cette nouvelle technologie est basée sur un ensemble complexe de formes poreuses - la gyroïde - avant qu'elle ne soit souvent utilisée pour créer du graphène «matériau de miracle en deux dimensions». .
L'imagerie de batterie en spirale développée par l'Université Cornell
En outre, les nouvelles batteries utilisent des films de carbone ultra-minces (bien qu'ils ne soient pas comparables au graphène), en s'appuyant sur un processus d'auto-assemblage connu sous le nom de «blockco-polymer».
Cette hélice à base de carbone 24 facettes constitue l'anode de la batterie, qui contient des milliers de trous, chacun d'environ 40 nm de large.
Ces pores ont été revêtus d'une couche de séparation d'environ 10 nm d'épaisseur, suivie de l'addition d'une cathode de soufre Enfin, une partie finale du vide a été remplie avec un polymère conducteur appelé PEDOT.
Chaque pore peut stocker et transférer de l'énergie, ce qui est très similaire à la microbatterie.Toutefois, en les dispersant sur la grande surface de l'hélice, la densité d'énergie de la nouvelle architecture est beaucoup plus grande que la conception traditionnelle de la batterie.
Selon les chercheurs, en pratique, cela signifie que la batterie peut être chargée en quelques secondes ou même plus vite! Le chercheur principal Ulrich Wiesner a déclaré:
Cette structure tridimensionnelle élimine fondamentalement toute la perte de volume dans l'équipement.
Ce qui est plus important est que les zones de pénétration mutuelle sont réduites à l'échelle nanométrique, de sorte que nous pouvons augmenter de façon exponentielle la densité énergétique.
En d'autres termes, par rapport à la structure de la batterie traditionnelle, vous pouvez gagner de l'énergie dans un délai plus court.
Même ainsi, le nouveau design n'est pas sans défauts: lorsque la batterie est chargée et déchargée, le soufre va gonfler, et la partie PEDOT ne le fera pas, avec le temps, celle-ci s'use progressivement.
Lorsque le soufre se dilate, ces minuscules polymères se déchirent en morceaux et quand il se rétracte à nouveau, il ne peut pas être reconnecté, ce qui signifie qu'une partie de la batterie 3D ne peut plus être utilisée.
