Trois couches pour multiplier la sécurité : tel est le principe d'une nouvelle technologie qui promet de rendre les batteries au lithium plus sûres que jamais. Une équipe de recherche a développé un électrolyte triple couche qui non seulement prévient les incendies et les explosions, mais améliore également les performances et la durée de vie de la batterie. Comment ça marche ? Voyons ensemble.
Le défi de la sécurité
Comme vous le savez, les batteries au lithium conventionnelles présentent des limitations structurelles qui compromettent leurs performances et leur sécurité. Le problème principal est le contact non optimal avec les électrodes et la formation de dendrites, des structures arborescentes qui se développent pendant les cycles de charge et de décharge. Ces accumulations peuvent perturber les connexions des batteries, provoquant potentiellement des incendies et des explosions.
C'est un problème majeur. Parce que si c'est vrai que les voitures électriques prennent feu plus rarement que ceux à énergie fossile (l'auriez-vous dit ?) il est également vrai que l'incendie qui se déclare autour d'une batterie électrique est très difficile à éteindre.
L'innovation triple couche
Pour résoudre les problèmes critiques « ardents » des batteries électriques, l’équipe de recherche a développé, comme mentionné, cette structure innovante à triple couche pour l’électrolyte. Chaque couche remplit une fonction spécifique, améliorant considérablement la sécurité et l'efficacité de la batterie.
L'électrolyte, pour être précis, intègre trois composants clés : le décabromodiphényléthane (DBDPE) pour prévenir les incendies, le zéolite pour augmenter la résistance de l'électrolyte et une forte concentration de sel de lithium LiTFSI pour faciliter le mouvement rapide des ions.
Une structure intelligente
La batterie triple couche comporte une couche intermédiaire robuste qui augmente sa résistance mécanique, tandis que sa surface extérieure souple assure un excellent contact avec les électrodes. Cette configuration permet un mouvement plus rapide des ions lithium, améliorant les taux de transfert d'énergie et empêchant efficacement la formation de dendrites.
La batterie développée par l’équipe de recherche il a conservé environ 87,9 % de ses performances après 1.000 XNUMX cycles de charge et de décharge, démontrant une amélioration notable de la durabilité
par rapport aux batteries traditionnelles, qui conservent généralement 70 à 80 % de leurs performances.
Propriétés du feu
La caractéristique la plus innovante de cette batterie triple couche est précisément sa capacité à s'auto-éteindre en cas d'incendie, réduisant considérablement les risques de sécurité. Cette propriété le rend particulièrement adapté à un large éventail d’applications, depuis les appareils portables tels que les smartphones et les wearables jusqu’aux véhicules électriques et aux systèmes de stockage d’énergie à grande échelle.
Le docteur kim, l'un des chercheurs impliqués dans le projet, a commenté positivement les résultats :
Cette recherche devrait apporter une contribution significative à la commercialisation de batteries au lithium utilisant des électrolytes polymères solides, tout en offrant une plus grande stabilité et efficacité aux dispositifs de stockage d'énergie.
La recherche a été publiée dans la revue Petite, et je mets le lien ici.
Un pas vers la révolution énergétique
La batterie triple couche constitue une avancée majeure dans la technologie des batteries. La combinaison d’une sécurité accrue, de performances améliorées et d’une durabilité supérieure pourrait accélérer l’adoption des véhicules électriques et des systèmes de stockage d’énergie, contribuant ainsi à la transition vers un avenir énergétique plus durable.
Les applications potentielles de cette technologie triple couche sont vastes et pourraient transformer de nombreuses industries. De l’électronique grand public aux véhicules électriques en passant par les systèmes de stockage d’énergie à l’échelle industrielle, cette innovation promet de rendre l’ensemble de la chaîne de valeur énergétique plus sûre et plus efficace.
Gageons-nous cependant que même elle ne parviendra pas à « calmer » la polémique entre partisans de l’électrique et partisans des énergies fossiles ?