Les batteries au lithium, un moyen de les faire durer plus longtemps

Une équipe de scientifiques a identifié les facteurs invisibles à l'origine de la dégradation des batteries.

Photo: Shutterstock

Par: Eleonora Lilli

Publié par: Lucas Huaumé

15 Nov 2024 à 12:00

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On a toujours cru (et on croit toujours) que l'autodécharge d'une batterie entièrement chargée est due à la diffusion d'atomes de lithium de l'électrolyte vers la cathode de la batterie. Aujourd'hui, certains ont fait une découverte très intéressante.

Artıras Vailionis, l'un des principaux responsables du groupe d'analyse des rayons X et des surfaces de l'université de Stanford et professeur invité à l'université technologique de Kaunas (KTU) en Lituanie, en a fait l'annonce :

"Nous avons démontré que c'est la diffusion des protons (ions hydrogène) qui provoque l'autodécharge d'une batterie. Sur la base des résultats de cette étude, il est possible de proposer des moyens de prolonger la durée de vie des batteries en réduisant l'autodécharge."

Des technologies plus écologiques et plus rentables

La découverte de cette équipe internationale de scientifiques permet de mieux comprendre la durée de vie des batteries et, d'un point de vue pratique, suggère de nouvelles stratégies pour lutter contre l'autodécharge, non seulement dans les voitures, mais aussi dans tous les appareils, y compris les smartphones.

Parmi les nouvelles méthodes proposées figurent l'ajout d'additifs à l'électrolyte qui ne contiennent pas de molécules d'hydrogène, comme le CH2, ou l'utilisation d'un revêtement spécial pour réduire la réaction de la surface de la cathode avec l'électrolyte. M. Vailionis a expliqué que l'autodécharge réduit la durée de vie de la batterie et, avec le temps, entraîne une diminution de sa tension et de sa capacité :

"L'allongement de la durée de vie des batteries lithium-ion signifie que les consommateurs doivent changer de batterie ou d'appareil électronique moins souvent. En outre, l'allongement de la durée de vie des batteries permet de réduire la quantité de déchets électroniques et d'éviter l'épuisement des ressources (le lithium, le cobalt et le nickel sont des ressources limitées), contribuant ainsi à des pratiques plus durables", a ajouté M. Vailionis.

Une réalisation collective

Le professeur Vailionis souligne que les résultats de l'étude sont le fruit du travail d'un grand groupe international de scientifiques issus de différents domaines.

L'équipe de Vailionis à l'université de Stanford a utilisé la diffraction des rayons X pour identifier deux structures différentes dans la cathode : une à la surface (celle qui est affectée par les ions hydrogène) et une plus profonde à l'intérieur de la cathode. La réflectométrie des rayons X a également confirmé l'existence d'une couche superficielle avec des atomes d'hydrogène.