Batteries lithium-ion plus sûres

Batterie d’un Apple iPhone 7. © iStock.

Les batteries lithium-ion ont souvent fait la une pour une raison peu flatteuse : leur propension à prendre feu et exploser. Pouvant stocker plus d’énergie que toutes les autres chimies d’accumulateur, elles sont cependant indispensables au succès de nombreux appareils modernes comme les téléphones intelligents, les voitures électriques, les drones, etc. Les espoirs sont donc grands de développer des batteries avec au moins le même excellent ratio énergie/masse que les lithium-ion, mais sans les dangers inhérents à cette chimie.

Une batterie lithium-ion est composée d’une ou plusieurs cellules, dont chacune comporte deux électrodes recouvertes d’un film polymère extrêmement mince, appelé séparateur, qui empêche leur mise en contact direct. Un électrolyte, un matériau aujourd’hui généralement liquide, permet aux ions lithium de se déplacer d’avant en arrière entre les deux électrodes, passant par le séparateur poreux pendant la charge et la décharge. Le moindre dommage au séparateur ultra-fin peut mettre les électrodes en contact direct et créer un court-circuit interne, qui peut générer suffisamment de chaleur pour que la cellule s’enflamme. La chaleur de l’incendie peut alors surchauffer les cellules adjacentes, provoquant une réaction en chaîne qui peut facilement faire exploser l’ensemble de la batterie. Au fil de l’usage de la batterie, l’intégrité du séparateur est souvent menacée par le développement de dendrites sur les électrodes, dendrites qui forment de quasi-aiguilles métalliques, un phénomène qui est favorisé par les surcharges. Les chercheurs travaillent donc sur différentes solutions, dont la modification de l’électrolyte, afin d’éviter ou de contrôler ce phénomène. Avec un ajout de polysulfure de lithium et de nitrate de lithium, il semblerait que la formation de dendrites soit stoppée, ce qui laisse espérer le prochain développement de batteries plus sûres.

⇨ IEEE Spectrum, “Less fire, more power: the secret to safer lithium-ion batteries.”