On tient peut-être enfin la batterie Lithium parfaite

• Les batteries lithium pourraient vivre une énième révision avant l’arrivée de batteries à état 100 % solide
• Des chercheurs ont mis au point une construction des anodes et une chimie qui permet d’augmenter la densité énergétique et la durabilité

Des smartphones aux voitures, en passant par le stockage d’énergie résidentiel, les batteries lithium sont au coeur de notre monde technologique actuel. Et la technologie, de mieux en mieux maîtrisée, a toutes les chances de rester dominante dans la prochaine décennie. D’autant que des avancées majeures sont régulièrement annoncées, avancées qui finissent (tout du moins parfois) à arriver sur le marché.

Les technologies lithium actuellement prépondérantes sont pourtant loin d’être parfaites. A cause de leur chimie, et construction des dendrites peuvent se former sur les électrodes – il s’agit de cristaux qui non seulement réduisent peu à peu la capacité maximale de charge de la batterie, mais en plus augmentent le risque d’accidents : les dendrites peuvent en effet carrément causer un court-circuit dans la batterie provoquant son embrasement dans les cas d’usure les plus extrêmes.

La technologie des batteries lithium pourrait faire un grand bond en avant

Toutefois aucun de ces problèmes n’est vraiment indépassable. Et les constructeurs rivalisent depuis des années d’ingéniosité pour rendre les batteries plus sûres et plus durables. Le problème c’est que en général, ces méthodes impliquent généralement de réserver moins d’espace purement pour le stockage d’énergie dans le volume des batteries. Particulièrement avec les batteries pour voitures électriques, la densité énergétique ainsi que la résistance aux cycles de charge sont des aspects critiques.

Or un papier publié dans le très réputé journal scientifique Science pourrait avoir trouvé une avancée majeure pour améliorer ce type de batteries. Les détails techniques sont en soit plutôt complexes – on vous recommande de lire à cet égard le papier des chercheurs. Mais dans les grandes lignes, leur batterie s’inspire de deux technologies de batteries déjà existantes (et très différentes) : lithium-air et lithium métal.

Concrètement la batterie utiliserait l’une ou l’autre technologie sur chaque électrode. Bien sûr cela implique des techniques assez avancées comme la déposition de nanoparticules d’une substances catalysatrice sur une électrode dans une matrice de matériau hydrophobe (le Mo3P, censé éviter la croissance des dendrites et autres dégradations). Du côté lithium métal, l’électrolyte est dopé à l’oxygène et au silicium, entre autres changements.

Après 1 000 cycles de charge, l’efficacité coulombique de cette batterie restait de 100 %. Le tout avec une bien meilleure densité de stockage énergétique que les batteries lithium actuelles. La technologie reste à parfaire, et on est sans doute encore loin d’une commercialisation. Toutefois les chercheurs semblent avoir trouvé la direction à prendre pour créer de meilleures batteries lithium, potentiellement sans faire exploser leur coût.

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