La grande image: Parmi les nombreuses solutions alternatives aux batteries lithium-ion traditionnelles, les chercheurs expérimentent des conceptions lithium-air. Une nouvelle innovation dans l’espace pourrait résoudre bon nombre des problèmes précédemment présentés par cette technologie.
UN nouveau papier Publié dans Science décrit la chimie derrière une nouvelle batterie lithium-air, une conception innovante qui pourrait potentiellement fournir une densité d’énergie bien supérieure à la technologie de batterie li-ion traditionnelle. Cela pourrait constituer une véritable percée pour le marché des batteries et une révolution possible pour les transports et les véhicules lourds tels que les avions, les trains et même les sous-marins.
La nouvelle batterie peut supporter plus de 1 000 cycles de recharge avec seulement une petite baisse de 5 % de l’efficacité énergétique et aucun impact sur efficacité coulombique. Ce moyens que tout le matériau initial de la batterie était encore actif, sans réactions secondaires irréversibles pendant les cycles de charge/recharge.
La conception imaginé par des chercheurs de l’Illinois Institute of Technology utilise un électrolyte solide à base d’un composite céramique-oxyde de polyéthylène, qui est plus sûr et plus efficace que les électrolytes liquides. Les matériaux céramiques et polymères utilisés comme électrolytes solides ont leurs propres inconvénients lorsqu’ils sont utilisés séparément, mais lorsqu’ils sont combinés, ils peuvent fournir à la fois la conductivité ionique élevée de la céramique et la stabilité élevée du polymère.
L’électrolyte composite a pu fonctionner à température ambiante, une première pour les batteries lithium-air. Selon Mohammad Asadi, professeur adjoint de génie chimique à Illinois Tech, l’électrolyte à l’état solide « contribue à environ 75% de la densité d’énergie totale ». Il y a encore de la place pour de nouvelles améliorations et en minimisant l’épaisseur sans compromettre les performances, la nouvelle conception pourrait atteindre une densité d’énergie « très, très élevée ».
La batterie lithium-air pourrait potentiellement stocker un kilowattheure par kilogramme ou plus, soit quatre fois plus que la technologie lithium-ion actuelle. Selon l’article de Science, une batterie lithium-air basée sur la formation d’oxyde de lithium (Li2O) peut théoriquement fournir une densité d’énergie « comparable à celle de l’essence ».
À l’avenir, Asadi prévoit de travailler avec des partenaires de l’industrie privée pour essayer d’optimiser la conception pour la fabrication. Le chercheur affirme que la nouvelle percée technologique a ouvert « une grande fenêtre de possibilité » pour mettre sur le marché des batteries lithium-air.
