Les appareils électroniques et les gadgets nécessitent un source de courant (AC ou DC), cette alimentation peut être prise directement sur le secteur ou sur les batteries électriques. La batterie peut être définie comme un dispositif électronique composé de (une ou plusieurs) cellules électrochimiques. L'énergie chimique des cellules électrochimiques peut être convertie en énergie électrique. Sur la base de différents critères, les batteries sont classées en différents types de sorte qu'en fonction de leur état de recharge, elles sont classées comme batteries rechargeables et piles non rechargeables. Les progrès technologiques ont permis de développer des batteries respectueuses de l'environnement et plus flexibles telles que les batteries papier. Dans cet article, parlons de la construction et du fonctionnement des batteries papier. Mais, avant tout, nous devons savoir ce qu'est une batterie papier.

Batterie papier

Le dispositif de stockage d'énergie flexible et mince qui peut être utilisé comme batterie est appelé batterie papier. Cette batterie papier peut également être utilisée comme condensateur. Cette batterie peut être produite en fusionnant les nanotubes (fabriqués à partir de carbone) et le papier nano-composite (fabriqué à partir de cellulose). La batterie papier se compose de la propriété d'une batterie - capacité de stockage à haute énergie et propriété de super condensateur - haute densité d'énergie et donc, produit une puissance extrême.

Construction de batterie en papier

Les principaux composants utilisés pour la construction de la batterie en papier comprennent:

Nanotube de carbone (CNT) utilisé pour la borne de cathode
Lithium métal (Li +) utilisé pour la borne d'anode
Différents types d'électrolytes, notamment le sang, l'urine et la sueur (appelés bioélectrolytes)
Papier (séparateur de cellulose)

7 étapes simples pour la construction d'une batterie en papier

Étape 1: Prenez un papier à base de cellulose et appliquez de l'encre noire de carbone dessus
Étape 2: Étalez cette encre appliquée sur le papier
Étape 3: Après avoir répandu l'encre, plastifiez un film mince sur la surface de cellulose
Étape 4: Chauffer le papier cellulose pendant 5min à 80 degrés C
Étape 5: Ensuite, décollez le film du substrat
Étape 6: Les électrodes de la batterie en papier sont formées par un film. Les électrolytes LTO et LCO sont connectés à différents films
Étape 7: Le fonctionnement de la batterie papier peut être vérifié en connectant les bornes de la batterie à la LED

Structure de la batterie en papier

Travail de la batterie de papier

Les batteries rechargeables conventionnelles que nous utilisons dans notre vie quotidienne sont constituées de divers composants de séparation qui sont utilisés pour produire des électrons avec la réaction chimique d'un métal et d'un électrolyte. Si une fois que le papier de la batterie est trempé dans un liquide à base d'ions, la batterie commence à fonctionner, c'est-à-dire, l'électricité est produite par le mouvement des électrons de la borne de cathode à la borne d'anode. Cela est dû à la réaction chimique entre les électrodes de la batterie en papier et du liquide. En raison du flux rapide des ions en quelques secondes (10 secondes), l'énergie sera stockée dans l'électrode en papier pendant la recharge. En empilant différentes piles papier les unes sur les autres, la sortie de la pile papier peut être augmentée.

“Carte de Karnaugh produit de la simplification de la somme ”

Travail de la batterie de papier

Comme les batteries papier sont très étroitement connectées pour augmenter leur rendement, il y a un risque de court-circuit entre les borne d'anode et borne de cathode . Si une fois la borne d'anode entre en contact avec la borne de cathode, alors il n'y aura pas de flux de courant dans le circuit externe. Ainsi, pour éviter le court-circuit entre l'anode et la cathode, une barrière ou un séparateur est nécessaire, qui peut être rempli par le séparateur de papier.

Nanotubes utilisés pour la batterie en papier

Batterie en papier = papier (cellulose) + nanotubes de carbone

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La batterie papier peut être utilisée pour diverses applications car elle facilite les avantages tels que le pliage, la torsion, le moulage, le froissement, la mise en forme et la découpe sans affecter son efficacité. Comme les batteries en papier sont la combinaison de papier de cellulose et de nanotubes de carbone, ce qui facilite les avantages d'une utilisation à long terme, d'une puissance constante et de rafales d'énergie. On estime que ces types de batteries en papier sont utilisés pour alimenter les véhicules et les dispositifs médicaux de la prochaine génération.

Propriétés de la batterie papier

Les propriétés de la batterie en papier peuvent être reconnues à partir des propriétés de la cellulose telles que l'excellente porosité, la biodégradabilité, la non-toxicité, la recyclabilité, la résistance à la traction élevée, une bonne capacité d'absorption et une faible résistance au cisaillement ainsi que des propriétés des nanotubes de carbone tels que faible densité de masse, flexibilité, densité de garnissage élevée, légèreté, meilleure conductivité électrique que le silicium, mince (environ 0,5 à 0,7 mm) et faible résistance.

Avantages de la batterie en papier

Contrairement au batteries conventionnelles , la batterie papier peut être utilisée en pliant, coupant et roulant.
La batterie papier fonctionne aussi bien comme une batterie que comme un condensateur.
La batterie papier est un périphérique de stockage moderne avec une taille ultra-mince.
Il a des propriétés spéciales telles que plus économique, biodégradable et bio-compatible.
La batterie papier peut générer énergie électrique de 1,5V.
La tension de sortie de la batterie papier peut être personnalisée en fonction des besoins.

Inconvénients de la batterie papier

Les nanotubes de carbone utilisés dans les batteries en papier sont très chers.
Le gaspillage de la batterie papier peut endommager les poumons en cas d'inhalation.
Le gaspillage électronique est généré par des batteries papier.

Applications de la batterie en papier

Applications de batterie papier

Il existe de nombreuses applications pour les batteries papier dans divers domaines. Dans l'électronique, la batterie en papier est généralement utilisée dans les mobiles, les ordinateurs portables, les calculatrices, les appareils photo, la souris, le clavier, les appareils Bluetooth, etc. De même, dans les sciences médicales pour les tissus artificiels, les cosmétiques, les systèmes d'administration de médicaments, etc. Dans les automobiles et les avions, les batteries papier sont utilisées dans véhicules hybrides en raison de leur faible poids.

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