Le lithium est le métal le plus léger, ce qui le rend idéal pour les batteries d'électronique portable, de voitures électriques et d'avions. Mais il y a un petit problème. On sait que les batteries lithium-ion s’enflamment. Heureusement, les chercheurs viennent de découvrir un moyen de les rendre plus sûrs, rapporte Mariella Moon pour Engadget .
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Les incendies causés par la batterie ne sont pas courants, mais ils posent problème. Un journaliste de The Economist explique:
En 2006, des millions de batteries lithium-ion fabriquées par Sony ont été remplacées après plusieurs centaines de surchauffes et quelques incendies. Ces batteries étaient utilisées dans des ordinateurs portables produits par un certain nombre de fabricants. Depuis lors, les processus de production se sont améliorés et les incendies restent relativement rares. Elon Musk, le fondateur de Tesla, a fait remarquer qu’avec environ 30 000 voitures Tesla sur la route, les incendies ont touché un véhicule sur 10 000 - ce qui semble mal, mais le chiffre équivalent pour les voitures à essence est de 1 300.
Les capacités de démarrage d'incendie proviennent de petites fautes qui peuvent entraîner des courts-circuits dans la batterie à mesure qu'elle vieillit. Comme toutes les batteries, les batteries au lithium contiennent une anode et une cathode séparées par une barrière. Des défauts ou des dommages à cette barrière peuvent permettre aux excroissances ou aux dendrites de lithium de croître à travers la barrière et de connecter l'anode à la cathode, ce qui provoque un échange d'ions et une accumulation de chaleur incontrôlables. Finalement, la batterie prend feu.
Pour éviter cela, des chercheurs de l’Université de Stanford ont découvert comment arrêter la croissance de ces dendrites au lithium, rapporte Moon. Le nitrate de lithium, qui est connu pour améliorer la durée de vie de la batterie, et le polysulfure de lithium, susceptible de dégrader le lithium, détenaient la clé. L'équipe a testé différents mélanges jusqu'à ce qu'elle trouve les bonnes proportions à ajouter à la batterie. Avec le mélange réussi, les excroissances formées avaient la forme de crêpes et non de dendrites et ne dépassaient pas la barrière de la batterie. L’équipe a publié ses conclusions dans Nature Communications .
Moon écrit:
De plus, l'ajout des deux produits chimiques a rendu les batteries plus résistantes, car elles continuaient à fonctionner à 99% d'efficacité même après 300 cycles de charge-décharge. Celles traitées uniquement avec du nitrate de lithium ont commencé à perdre de leur efficacité après 150 cycles.
Les tests consistaient en de petites piles - le type utilisé pour alimenter les calculatrices et les télécommandes, écrit Andrew Gordon dans un communiqué de presse publié par le National Accelerator Laboratory, le SLAC de Stanford. La prochaine étape sera de voir si la même nouvelle chimie aide dans les batteries à plus grande échelle.
Compte tenu des problèmes posés par le lithium, certains groupes de recherche s’efforcent de trouver d’autres options métalliques et de tirer davantage d’énergie de chaque batterie. Mais cette amélioration pourrait permettre au lithium de rester en tête de liste un peu plus longtemps.
