Bientôt des batteries avec une autonomie multipliée par trois ?

Dans un article publié dans la revue Nature Nanotechnology, des chercheurs de l’université de Stanford (États-Unis) ont annoncé avoir fait des percées dans l’utilisation du lithium comme anode d’une batterie. Cette découverte devrait permettre d’augmenter significativement la capacité des batteries actuelles, depuis celles qui alimentent votre téléphone jusqu’à celles qui s’occupent de votre voiture.

Pour rappel, voici les trois composants de base d’une batterie : l'électrolyte, qui permet la circulation des électrons, l'anode, qui baigne dans l'électrolyte et transmet les électrons (la borne - d'une pile) et enfin la cathode, qui baigne également dans l'électrolyte et reçoit les électrons (la borne + d'une pile).

« Aujourd’hui nous disons avoir des batteries en lithium, mais ce n’est qu’une partie de la vérité. Ce que nous avons sont des accumulateurs avec des ions lithium. Le lithium est dans l’électrolyte, pas dans l’anode. Une anode constituée de lithium pur consoliderait grandement l’efficience de la batterie », a avancé Yi Cui, professeur de Science des matériaux et d'ingénierie et responsable de l'équipe de recherche de Stanford.

Le lithium offre une plus grande densité énergétique que les autres métaux alcalins (sodium, potassium, etc.) : en clair, il fournit plus de puissance que les autres à surface égale. Raison pour laquelle les chercheurs ont voulu mettre sur pied une anode entièrement composée de ce métal, dont l’une des conséquences pratiques serait, par exemple, la multiplication par trois de l’autonomie d’un téléphone.


Le professeur a expliqué ce qui se passait lorsqu’on essayait d’utiliser une batterie dotée d’une anode entièrement en lithium : « les ions lithium se dilatent dans des structures en forme de cheveux quand la batterie est chargée. La dilatation peut être si importante qu'elle peut voiler et casser la protection de la batterie. Et même si on parvient à la contenir, l'anode est tellement réactive chimiquement qu'elle consume l'électrolyte et la capacité de la batterie à se recharger décroît rapidement. »

C’est donc cet obstacle que les scientifiques ont réussi à surmonter. En enveloppant le lithium dans une couche de protection spéciale qu’ils ont baptisée « mur de nano sphères de carbone », les chercheurs évitent ainsi un mélange potentiellement instable. Le « mur » en lui-même fait 20 nanomètres d’épaisseur. Notons qu’il faudrait environ 5000 couches empilées les unes sur les autres pour atteindre la largeur d'un seul cheveu humain.

Précisons que le projet n’est pas encore prêt à la commercialisation. Tout juste sorties des laboratoires californiens, l'efficacité coulombique de ces batteries est de 99 %. Cependant il faut atteindre les 99,9 % pour être viable commercialement.

Sources : Phys.org, Nature Nanotechnology

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