Le repos est bon pour les batteries, selon l'université de Stanford

On nous a toujours dit que le secret d'une bonne performance dans le temps, pour les batteries, était de ne jamais les surcharger ni les sous-décharger, c'est-à-dire de les maintenir toujours entre 10 et 80-90% de leur capacité, sans les laisser se décharger mais sans non plus les "remplir à ras bord".

Aujourd'hui, cette conviction pourrait être renversée par une étude menée par des chercheurs de l'université de Stanford selon laquelle, en réalité, si on laisse de temps en temps une batterie se décharger complètement et se "reposer", elle durera plus longtemps.

Une pause "régénératrice"

Cette recherche, publiée il y a quelques jours dans la revue Nature, porte spécifiquement sur les batteries lithium-métal, qui bénéficieraient de quelques heures de repos à charge nulle.

Des chercheurs de Stanford ont effectué des tests pour comprendre comment réactiver correctement le cycle du métal et contrer la baisse des performances. Ils ont apparemment découvert que ces pauses sur une batterie complètement déchargée permettent même de récupérer une partie de la capacité et des performances perdues à l'usage.

Schéma de fonctionnement de la batterie lithium-métal développée par KERI

Pour cela, il suffirait de revoir la programmation de la gestion de l'énergie de la batterie, peut-être en prévoyant périodiquement des phases de "repos". En effet, jusqu'à présent, le logiciel qui contrôle les batteries est orienté vers la sauvegarde de la limite minimale, c'est-à-dire qu'il empêche une batterie de se décharger complètement. 

Au contraire, il serait possible de prévoir des phases de pause régénératrice spécifiques, éventuellement programmables pendant les périodes où l'on est certain de ne pas utiliser la voiture. Un peu comme ce qui se passe, au contraire, sur les voitures conventionnelles équipées de filtres à particules, qui nécessitent de temps en temps un long trajet à vitesse constante pour nettoyer automatiquement le filtre.

La stratégie de repos

Les résultats de cette recherche pourraient contribuer à améliorer les performances globales des batteries. La formulation lithium-métal aurait en effet un très bon potentiel et une grande autonomie, grâce à l'anode à électrolyte lithium-métal. En théorie, elle pourrait stocker beaucoup plus d'énergie qu'une batterie lithium-ion, mais cela est compromis par une dégradation rapide de cette capacité après seulement quelques cycles de charge.

En effet, pendant la décharge, des microfragments de lithium métal se détachent de l'anode et restent coincés dans ce que l'on appelle "l'interphase électrolytique solide" ou SEI, au point de contact entre l'anode et l'électrolyte. Ces fragments ne sont plus actifs dans le processus électrochimique de circulation de l'énergie, ce qui explique que l'anode perde progressivement son efficacité.

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Les chercheurs de Stanford ont cependant vérifié qu'en laissant reposer la batterie complètement déchargée, le SEI se dissout partiellement et que la phase de charge suivante ramène les fragments de métal pour qu'ils rejoignent l'anode. 

Compte tenu du temps d'utilisation moyen d'une voiture électrique, il serait possible de programmer des phases de pause, en déchargeant intentionnellement la batterie et en la laissant reposer ne serait-ce qu'une heure, ce qui permettrait d'améliorer la capacité de charge et la capacité de stockage globale. Une stratégie qui pourrait donner un bon coup de pouce aux performances globales des batteries lithium-métal.