Les batteries lithium-métal sont réputées pour offrir des densités énergétiques plus intéressantes que celles des batteries lithium-ion. Malheureusement, elles présentent aussi des durées de vie réduites et risquent de prendre feu. Une start-up américaine assure avoir trouvé les solutions et promet une autonomie multipliée par deux.
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Depuis plusieurs années maintenant, les batteries ont envahi notre quotidien. Elles font l'objet de nombreux travaux de recherche et de développement visant notamment à améliorer leur autonomieautonomie. Si certains tentent d'optimiser les performances des batteries lithium-ion, d'autres s'intéressent à des technologies différentes. C'est le cas, entre autres, d'une start-upstart-up américaine - issue d'un essaimage du Massachusetts Institute of Technology (MIT) - qui mise depuis 2012 sur la technologie lithium-métal.

Aujourd'hui, SolidEnergy Systems annonce avoir trouvé des solutions aux problèmes rencontrés en la matièrematière par ses concurrents (formation de dendritesdendrites à l'origine de courts-circuitscourts-circuits, formation de composés dommageables pour la durée de vie de la batterie, etc.). La start-up serait en mesure de fournir - en s'appuyant sur les chaînes de production classiques des batteries lithium-ion - des batteries deux fois plus performantes. Celles-ci pourraient faire leur apparition dans des drones dès la fin de l'année 2016, dans nos smartphones en 2017 et même dans les véhicules électriques en 2018.

Sur cette illustration, différentes générations de batteries sont représentées, avec leur composition et leurs principales caractéristiques. De gauche à droite : une batterie lithium-métal, présentant des caractéristiques intéressantes mais quelques problèmes de sécurité, deux batteries lithium-ion (anode en carbone puis anode en silicium), plus sûres et légèrement plus efficaces, et enfin, la batterie lithium-métal proposée par SolidEnergy Systems, à la fois sûre et extrêmement efficace. © SolidEnergy Systems

Sur cette illustration, différentes générations de batteries sont représentées, avec leur composition et leurs principales caractéristiques. De gauche à droite : une batterie lithium-métal, présentant des caractéristiques intéressantes mais quelques problèmes de sécurité, deux batteries lithium-ion (anode en carbone puis anode en silicium), plus sûres et légèrement plus efficaces, et enfin, la batterie lithium-métal proposée par SolidEnergy Systems, à la fois sûre et extrêmement efficace. © SolidEnergy Systems

Batterie lithium-métal : une anode ultramince et un nouvel électrolyte

En octobre 2015 déjà, SolidEnergy Systems avait présenté un premier prototype de batterie pour smartphone affichant une densité énergétique double de celle des batteries classiques. De quoi lui assurer une autonomie deux fois plus élevée ou envisager de produire des batteries deux fois plus petites sans pour autant en réduire la durée de vie ou mettre en jeu la sécurité du dispositif.

Le secret de cette nouvelle batterie tient essentiellement dans son anodeanode. Fini le graphitegraphite ou même le siliciumsilicium, place à une feuille de lithiumlithium extrêmement fine - environ un cinquième de l'épaisseur classique des anodes de batteries lithium-métal -, enroulée autour de la cathodecathode. L'ensemble permet d'économiser de l'espace et d'augmenter la capacité énergétique de la batterie. De plus, quelques modifications d'ordre chimique au niveau de l'électrolyte - anode recouverte d'une fine couche d'électrolyte solidesolide et électrolyte liquideliquide quasi ionique - lui évitent de tomber dans les écueils habituellement associés aux batteries lithium-métal.