Une batterie capable de résister au froid le plus extrême, c'est possible

RECHERCHE Des chercheurs ont trouvé comment permettre à une batterie au lithium d'être rechargée à plusieurs reprises dans un environnement à -60 degrés Celsius

Jennifer Mertens pour 20 Minutes

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Des chercheurs ont créé une batterie capable de survivre aux températures extrêmes
Des chercheurs ont créé une batterie capable de survivre aux températures extrêmes — Geeko

La plupart des appareils électroniques modernes embarquent une batterie au lithium. Un type de batterie qui ne réagit pas forcément bien aux températures extrêmes. Les réactions chimiques qui se produisent dans ces batteries sont en effet très sensibles aux températures au-deçà de 0 et au-dessus de 35 degrés Celsius.

Cela pose évidemment problème lors d’une utilisation de ces appareils dans des conditions extrêmes. Pour l’instant, l’utilisation et la recharge d’une batterie au lithium dans un environnement très froid nécessitent la présence d’une source de chaleur, ce qui n’est évidemment pas pratique. Mais des chercheurs ont enfin trouvé une solution pour exploiter des batteries au lithium dans un environnement extrêmement froid, à -40, voire -60° Celsius.

Changement de perspective

Les nano-ingénieurs de l’Université de Californie ont pour cela utilisé un électrolyte faiblement liant plutôt qu’un électrolyte qui accélère la transmission des ions entre les électrodes, comme c’était le cas jusqu’à présent dans les études pour améliorer les capacités des batteries au lithium dans des conditions extrêmes.

La viabilité des batteries au lithium était ainsi plus longtemps préservée. Mieux : ces dernières pouvaient même enchaîner plusieurs cycles de recharges dans des températures ultra-basses en utilisant un électrolyte faiblement liant et facilitant ainsi la captation d’ion et leur dépôt sur l’anode. Vu que les ions peuvent quitter facilement la prise de l’électrolyte, il ne leur faut pas beaucoup d’énergie pour rejoindre l’anode, d’où le fonctionnement possible de la batterie en ultra-basses températures et la création lente de dépôt.

« Nous avons constaté que la liaison entre les ions lithium et l’électrolyte, et les structures que les ions absorbent dans l’électrolyte, signifient la vie ou la mort de ces batteries à basse température », a indiqué l’un des auteurs de l’étude.

Une meilleure durée de vie

De plus, l’utilisation d’un électrolyte faiblement liant permet également de réduire la dégradation de la batterie. « La façon dont les ions lithium interagissent avec l’électrolyte au niveau atomique permet non seulement un cycle durable à très, très basse température, mais empêche également la formation de dendrites », a précisé le chercheur.

C’est en se penchant sur les structures moléculaires et atomiques des composants des batteries au lithium que les chercheurs ont fait cette découverte. « En comprenant fondamentalement comment ces systèmes se combinent, nous pouvons proposer toutes sortes de nouveaux principes de conception pour la prochaine génération de systèmes de stockage d’énergie. Ce travail démontre la puissance de la nanotechnologie, où déterminer ce qui se passe à petite échelle permet la conception des appareils à grande échelle », a ajouté le chercheur.

Cette recherche pourrait donc permettre de fabriquer des batteries au lithium résistantes et fonctionnelles dans des environnements extrêmement froids.