Une nouvelle batterie au lithium flexible qui résiste à presque tout

Les batteries lithium-ion ont changé pour toujours la façon dont nous fabriquons et utilisons nos appareils. Mais nous sommes bien conscients de leurs limites. L’une d’elles est la sécurité, et au fil du temps, nous avons enregistré de nombreux cas de batteries transformées en bombes miniaturisées. Ce comportement est directement lié à leur conception. C’est pourquoi une équipe de chercheurs de l’université Johns Hopkins a créé un prototype de batterie Li-ion reposant sur un électrolyte aqueux qui n’est ni toxique ni inflammable, et qui peut se plier facilement.

Vous êtes entouré de batteries au lithium

Vous n’y avez peut-être pas pensé, mais c’est vrai. Votre smartphone en contient une. Votre tablette aussi. La montre intelligente, le bracelet d’activité. Votre ordinateur portable possède plusieurs cellules. Tous ces téléphones abandonnés que vous gardez dans un tiroir conservent encore leurs batteries. Cigarettes électroniques, manettes, casques, lecteurs numériques, claviers et souris sans fil. Outils. On pourrait presque dire que les batteries au lithium sont comme le plastique… un élément central de nos vies modernes.

Malheureusement, elles sont loin d’être parfaites. Nous apprécions leur capacité à stocker l’énergie, mais si elles viennent à défaillir de manière catastrophique, le résultat final finit toujours en feu. La raison de cette réaction se trouve dans l’électrolyte, constitué d’un mélange de sels de lithium inflammables et de différents produits chimiques toxiques. Si la barrière qui sépare l’anode de la cathode se dégrade, on aboutit à un court-circuit et à de la chaleur dans un espace réduit. Et lorsque toute cette chaleur atteint l’électrolyte et la cathode riche en oxygène… fzzzzt !

Une alternative : la batterie aqueuse

Alors, quelle alternative avons-nous ? L’une d’elles est la batterie dite aqueuse, qui remplace l’électrolyte traditionnel par une solution saline. Le problème, c’est qu’elle est trop fragile pour une application commerciale viable. Mais une équipe de chercheurs du Laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins semble avoir fait mouche. À travers une série de prototypes, les experts ont déterminé qu’en augmentant la concentration de sels de lithium dans l’électrolyte et en le mélangeant à un polymère, ils peuvent élever la tension de 1,2 à 4 volts, un paramètre comparable à celui des batteries actuelles.

Mais l’histoire ne s’arrête pas là. La batterie n’est ni toxique ni inflammable, elle peut fonctionner sans carénage de protection, et elle est aussi flexible qu’une lentille de contact. Ajoutez à cela une résistance extraordinaire : ses créateurs ont coupé des prototypes avec des ciseaux, les ont jetés dans de l’eau salée, simulé des impacts balistiques et même tenté de les incendier, sans conséquences. En fait, l’une des parties brûlées a continué de fonctionner pendant cent heures.

Et le meilleur, c’est qu’il ne s’agit pas d’un caprice technique confiné à un laboratoire. L’équipe responsable est déjà en contact avec différents fabricants pour intégrer la nouvelle chimie aux chaînes de production Li-ion actuellement en service.

Le processus serait bien plus rapide qu’on ne l’imagine, avec des batteries aqueuses sur le marché en moins de 24 mois. Il ne reste plus qu’à optimiser l’électrolyte pour augmenter les cycles de charge. Une bonne cellule Li-ion traditionnelle supporte mille cycles, mais les batteries aqueuses n’en supportent que 10 %.

Source : Wired

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