L’importance croissante des batteries lithium-ion dans notre quotidien soulève des enjeux majeurs concernant leur production et leur durabilité. Récemment, des découvertes prometteuses indiquent qu’il est possible d’améliorer la longévité et la fabrication de ces batteries grâce à des techniques innovantes. Ces avancées pourraient transformer le paysage de l’électronique et des énergies renouvelables.
Pourquoi c’est important : Les batteries lithium-ion sont devenues indispensables dans l’électronique moderne et dans les efforts visant à migrer les infrastructures vers des sources d’énergie renouvelables. Grâce à des tests rigoureux, des chercheurs ont récemment découvert une technique relativement simple qui peut augmenter considérablement la longévité d’une batterie et accélérer la fabrication, réduisant ainsi les coûts.
La production de batteries lithium-ion pour les véhicules électriques et de nombreux autres appareils est complexe et prend du temps. Les fabricants tentent de trouver des méthodes plus rapides sans compromettre la qualité, mais la nature du processus complique considérablement les efforts visant à étudier la relation entre les différentes approches de fabrication et les performances.
Selon une étude récemment publiée, charger une batterie lithium-ion avec des courants supérieurs à la normale lors de sa fabrication initiale peut augmenter sa durée de vie de 50 %. De plus, les charges initiales à courant élevé peuvent réduire considérablement le temps de fabrication.
Les chercheurs admettent que les nombreux facteurs impliqués dans la production rendent généralement les tests de chaque produit extrêmement lents. Cependant, l’intégration de l’apprentissage automatique dans l’étude leur a permis de découvrir une astuce simple pour augmenter la durée de vie de la batterie tout en réduisant potentiellement les coûts.
L’expérience a testé 186 batteries classées selon le même cycle de vieillissement en utilisant 62 stratégies de production. Les scientifiques ont découvert que le sacrifice délibéré d’une petite quantité de lithium, et donc de charge, permettait aux batteries de conserver plus de charge à long terme.
De plus, une charge à courant élevé prend environ 20 minutes, alors que les processus traditionnels prennent jusqu’à 10 heures. L’utilisation de températures plus élevées que la normale lors de la formation rend également les batteries plus résistantes, bien que pour des raisons différentes.
Après une charge et une recharge prolongées, les batteries lithium-ion perdent progressivement leur capacité à conserver l’énergie. C’est pourquoi les chercheurs et les fabricants ont passé des années à chercher des moyens de produire des batteries plus durables. Cette réalité a conduit la plupart des fabricants de smartphones à intégrer une charge intelligente dans leurs systèmes d’exploitation pour protéger la santé de la batterie.
En avril, une autre équipe de chercheurs a proposé une méthode de charge qui pourrait doubler la durée de vie d’une batterie lithium-ion. Des alternatives aux batteries lithium-ion sont également envisagées, en partie en raison de l’état de plus en plus test des réserves mondiales de lithium. Parmi les candidats figurent le métal liquide, le zinc-brome, l’ion sodium, l’ion calcium-oxygène, l’ion potassium, l’eau et les roches silicatées.
Le sodium-ion est particulièrement prometteur, en partie parce qu’il est moins cher et beaucoup plus abondant que le lithium. Une filiale chinoise de Volkswagen a présenté le premier véhicule électrique alimenté au sodium-ion l’année dernière. Parallèlement, l’entreprise américaine Natron Energy a récemment annoncé son projet de construire une gigantesque usine de batteries au sodium-ion en Caroline du Nord.