Une batterie à nanofils est une forme de batterie de stockage chimique basée sur le modèle de batterie lithium-ion, développé pour la première fois en 2007 à l’Université de Stanford aux États-Unis. Il est toujours en cours de raffinement à partir de 2011, avec des ventes au public prévues pour 2012. La technologie utilise un réseau de nombreux nanofils de silicium connectés à l’échelle du milliardième de mètre, situés à l’extrémité de tension négative de la batterie. Cette avancée dans la science des matériaux a augmenté la densité de stockage de 8 à 10 fois par rapport à celle des batteries lithium-ion conventionnelles, ce qui permettrait à quelque chose comme un appareil photo rechargeable, un téléphone portable ou une batterie d’ordinateur portable de durer 8 à 10 fois plus longtemps avant qu’il ne soit épuisé et ait La batterie à nanofils est également considérée comme un développement clé pour les voitures électriques, car elle a des taux de charge beaucoup plus rapides à la fois en raison de la surface accrue des nanofils eux-mêmes et en raison de l’utilisation de silicium dans sa structure chimique.
Les principes de la batterie à nanofils ont facilité des recherches similaires aux Sandia National Laboratories aux États-Unis à partir de 2010, où une anode de nanofil de silicium formée d’un seul nanofil est utilisée. Ce nanofil mesure 100 nanomètres de large, soit environ la largeur d’un globule rouge humain moyen, et environ 10,000 0.01 nanomètres de long, soit XNUMX millimètre. Le but de cette batterie, qui est faite avec un microscope électronique à transmission (MET), est de poursuivre les recherches sur les capacités de la technologie. Il est également prévu qu’il serve de source d’alimentation extrêmement petite pour les implants médicaux ainsi que pour alimenter d’autres dispositifs microélectroniques.
Le développement de la batterie à nanofils est considéré comme révolutionnaire, bien qu’il présente quelques inconvénients limités. Étant donné que la surface des nanofils combinés est beaucoup plus grande que la surface d’une anode en graphite dans une batterie typique, après une période de plusieurs phases de recharge, les nanofils commencent à acquérir une interphase d’électrolyte solide (SEI). Il s’agit d’un type de revêtement chimique qui limite la capacité de transport de courant de l’anode en nanofil de silicium. Une telle limitation pourrait entraîner une baisse rapide de la puissance de la batterie à nanofils au fur et à mesure qu’elle vieillit, bien que des recherches aient montré qu’elles peuvent être rechargées pratiquement à 80 % des niveaux complets au moins 250 fois, et l’objectif est d’atteindre un niveau de recharge. de 3,000 XNUMX fois dans les produits du secteur commercial.
Les recherches sur les accumulateurs à base de silicium se poursuivent depuis plus de trente ans. Des problèmes pratiques avec le gonflement du silicium ont limité l’utilité de l’idée jusqu’à ce que les nanofils soient inventés. Le chercheur principal du projet à l’Université de Stanford, le Dr Yi Cui, affine la batterie à nanofils depuis au moins 2007. Elle est maintenant considérée comme capable d’atteindre des niveaux de production de masse pratiques grâce à l’utilisation de nanofils de carbone-silicium, qui ne nécessitent pas de températures élevées pour croître comme le silicium pur.