L’avenir des batteries lithium-ion passe par la nanostructuration

Une équipe de scientifiques travaille actuellement à l’amélioration des performances des batteries lithium-ion utilisées dans les appareils mobiles grâce à un procédé appelé « nanostructuration », c’est-à-dire la miniaturisation à l’extrême.

Les chercheurs de l’Université de technologie de Delft pensent que la nanostucturation des composants de batteries est appelée à devenir un procédé courant. Pour autant, ce procédé ne permet pas toujours d’améliorer les performances.

Selon l’étude récemment publiée dans le Journal of the American Chemical Society, une batterie lithium-ion est à l’heure actuelle le moyen le plus compact et le plus léger de stocker la plus grande quantité possible d’énergie électrique rechargeable. Mais ces batteries mettent beaucoup de temps à se charger et se décharger.

Cette lenteur est essentiellement due à la distance relativement importante que les ions lithium doivent traverser à travers l’électrode de la batterie.

La vitesse de traversée des ions dans l’électrode est lente par rapport à celle de l’électrolyte (le fluide entre les électrodes).
Selon les chercheurs, la nanostructuration des particules d’électrodes, en d’autres termes leur miniaturisation extrême (de l’ordre du nanomètre ou milliardième de mètre), réduira le temps de parcours à travers les électrodes. Mais les performances des batteries nanostructurées selon ce procédé n’ont pour l’heure jamais su répondre réellement aux attentes.

« Dans une large mesure, ces écarts n’ont pas été compris. En utilisant la technologie de diffraction de neutrons, les chercheurs du Reactor Institute Delft ont découvert que les propriétés structurelles de la matière variaient considérablement après miniaturisation des particules d’électrodes », ont indiqué les chercheurs.

« L’équilibre des phases généralement présente dans ce type de matière est altéré et disparaît même complètement si les sections d’électrode deviennent suffisamment petites. »

Forts de ces constats, les chercheurs peuvent désormais prédire la manière dont les nano-structures affecteront les performances des batteries lithium-ion. Ils en ont conclu que la nanostructure des matériaux d’électrode contenus dans les batteries lithium-ion dépendait largement de la matière utilisée et de la taille exacte des particules.

Traduction d’un article de Vnunet.com en date du 2 avril 2007.