Science

La science a enfin découvert ce qui fait que les piles perdent de leur capacité au fil du temps

Vous avez probablement remarqué qu’après quelques mois d’utilisation, la batterie de votre ordinateur portable ou de votre smartphone semble durer moins longtemps. Ce n’est pas un défaut : les batteries lithium-ion peuvent même perdre de leur capacité au fur et à mesure de leur utilisation. On ne sait jamais pourquoi. Jusqu’à présent : les scientifiques du ministère américain de l’énergie ont enfin résolu cette énigme.

Rapportée dans deux études récentes publiées par Nature Communications, la découverte indique que l’existence de nanocristaux est “coupable” de la perte progressive et lente mais cumulative de la capacité des batteries lithium-ion, le type le plus utilisé dans l’industrie aujourd’hui.

Lorsque vous utilisez votre téléphone portable, votre ordinateur portable ou tout autre appareil, l’énergie de votre batterie est consommée, c’est évident. Dans ce processus, les ions de lithium sont capables de transporter leur charge électrique entre les électrodes de la batterie au moyen d’une substance conductrice appelée électrolyte.

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Ce que l’on savait déjà, c’est qu’au fur et à mesure que ce mouvement se produit, les structures des électrodes subissent une sorte d’érosion. En d’autres termes : plus la batterie fonctionne, plus les électrodes se dégradent, ce qui entraîne une diminution progressive de la capacité totale de l’appareil.

La science n’a jamais été capable d’arrêter cet effet en ne comprenant pas exactement comment cette “corrosion” se produit. Après une observation approfondie, les chercheurs américains ont découvert que lorsqu’ils se déplacent, les ions de lithium réagissent avec l’oxyde de nickel qui fait partie de la composition de la batterie, produisant des nanocristaux de sel.

Face ces minuscules cristaux comme un “fléau” : d’une certaine façon, ce matériau provoque des changements dans les structures internes de la batterie et, en même temps, fait bouger les ions moins efficacement.

Une fois le coupable trouvé, il ne reste plus aux scientifiques qu’à combattre ce cristal, n’est-ce pas ? Oui, mais c’est une mission tellement compliquée qu’elle fait déjà l’objet d’autres études.

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Ce qui se passe, c’est que, aussi sophistiquée que soit la construction des piles, les matériaux qui les fabriquent présentent toujours des imperfections qui, bien qu’extrêmement petites, sont suffisantes pour permettre à chacun de ces points de se transformer en dépôts cristallins. Sans ces irrégularités, l’accumulation de sel serait beaucoup moins efficace, voire inexistante.

Comme les imperfections se produisent au niveau moléculaire, il n’y a rien ou presque rien à faire pour empêcher leur formation. C’est pourquoi la manière la plus naturelle de procéder consiste à combattre l’accumulation de nanocristaux.

L’un des paris des scientifiques est de recouvrir les électrodes des batteries d’une sorte de matériau capable de remplir les espaces de das imperfections et, ainsi, de ramollir l’accumulation de cristaux.

Il existe déjà une équipe qui travaille sur ce sujet, mais le défi est de taille : en plus de permettre le fonctionnement normal de la batterie, les scientifiques doivent évaluer les niveaux de faisabilité et d’efficacité de la technique, ce qui demandera beaucoup de temps.

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Quoi qu’il en soit, avoir un chemin à suivre est déjà un grand pas en avant, après tout, il n’est pas très logique de compter sur des piles de plus en plus performantes, mais qui semblent s’user presque dans les mêmes proportions.

A propos de l'auteur

Zineb

Enseignante en lycée, je m'intéresse à tout ce qui touche aux nouvelles technologies. #teamMac sur PerlmOl (je ne me sépare d'ailleurs jamais non plus de mon Iphone).

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