«Les batteries au lithium perdent leur autonomie et la science a enfin découvert la raison»

«Les batteries au lithium perdent leur autonomie et la science a enfin découvert la raison»

Les batteries au lithium, qui équipent la majorité des appareils électroniques portables, sont connues pour leur grande autonomie. Cependant, il est fréquent de constater que leur durée de vie s'amenuise avec le temps. La perte d'autonomie de ces batteries est un phénomène qui préoccupe les utilisateurs et les fabricants. Jusqu'à présent, les causes de ce problème étaient encore mal comprises. Mais la communauté scientifique a finalement découvert la raison de cette perte d'autonomie, mettant ainsi un terme à l'incertitude qui régnait dans le domaine.

L'Avenir des Véhicules Électriques en Danger : les Batteries au Lithium Perdent leur Autonomie

Les ventes de véhicules électriques augmentent chaque année en Espagne, mais elles ne sont pas suffisantes pour atteindre un modèle de mobilité durable à court terme. Les achats de voitures 100% électriques sont minoritaires, représentant seulement 0,5% du parc mobile de 2023, bien qu'ils aient augmenté de 54,9% par rapport aux données de l'année précédente. Il en va de même pour les hybrides rechargeables (PHEV), qui représentent 0,6% du total, soit une augmentation de 46,8% par rapport à 2022.

L'une des principales préoccupations des conducteurs est l'autonomie. Certains fabricants, tels que Toyota, ont réussi à développer des modèles qui dépassent les 1 000 kilomètres, mais ils sont rares et leur prix n'est pas attractif pour les acheteurs. Une récente étude a réussi à optimiser l'utilisation des ions de lithium pour concevoir des batteries plus efficaces sans augmenter les coûts de production.

La Raison de la Dégradation des Batteries au Lithium : une Découverte qui Change Tout

L'étude de l'Université du Colorado (États-Unis) démontre que les ions d'hydrogène présents dans les batteries au lithium réduisent considérablement l'autonomie. Cela est dû à leur capacité à occuper les espaces entre les liens des ions de lithium.

Le directeur de l'étude, Michael Toney, a expliqué que « une batterie améliorée est très importante pour la transition de notre infrastructure énergétique de combustibles fossiles à des sources d'énergie renouvelables ».

Cette découverte est un excellent point de départ pour développer des mécanismes de charge qui ne perturbent pas les liens des ions de lithium. Elle pourrait ainsi changer le monde des voitures électriques.

Les secteurs qui pourraient également bénéficier d'une recherche plus approfondie sur les propriétés de ce matériau sont l'aviation et la technologie. Les piles au lithium sont utilisées dans les électroménagers intelligents, les ordinateurs portables et les bicyclettes électriques.

Il est encore trop peu connu sur les cycles de charge du lithium. Les processus électrochimiques du lithium sont complexes pendant la décharge et la charge. L'équipe de chercheurs a utilisé des rayons X et des modèles informatiques pour expliquer le fonctionnement des batteries NMC (sigles de nickel, manganèse et cobalt en anglais).

Ces matériaux forment la fameuse alliage dont l'oxyde sert d'électrode positive dans une batterie. L'oxyde métallique fournit des particules électriquement chargées, c'est-à-dire des ions de lithium qui arrivent au pôle négatif lorsque la batterie est chargée. Lorsqu'elle est déchargée ou utilise de l'énergie électrique, le flux de lithium est inversé entre les deux électrodes.

Les ions de lithium doivent être présents dans les deux électrodes, le cathode et l'anode, pour que la réaction chimique se produise. Les auteurs de l'étude ont démontré que les ions d'hydrogène bloquent les points de liaison et rendent difficile l'union du lithium.

Beaucoup de recherches des fabricants de voitures se sont orientées vers la quête de nouveaux matériaux pour améliorer l'efficacité des batteries, mais le secret pourrait résider dans le processus d'union du propre lithium. Les ions d'hydrogène affaiblissent la courant électrique et réduisent la capacité de la batterie.

Selon l'étude, ce matériau est présent dans la grande majorité des piles de véhicules et d'appareils électroniques.