Publié par aplusglass.com – Mise en ligne le 03/01/2023

Ces dernières années, les chercheurs ont travaillé pour améliorer la technologie des batteries de différentes manières. L’un des points concerne la sécurité, en abordant la question de leur inflammabilité. À Stanford, ils ont mis au point une nouvelle recette d’électrolyte qui résout ce problème de manière très prometteuse, en ajoutant du sel pour éviter les réactions chimiques problématiques.

Les batteries lithium-ion des téléphones, des ordinateurs portables et des voitures électriques comportent un certain risque d’incendie, car elles génèrent de la chaleur pendant leur fonctionnement. Pour tenter d’éviter cela, il existe des solutions qui se concentrent sur les électrolytes liquides qui transportent le courant électrique entre les deux électrodes de la batterie. Des défauts et des températures élevées peuvent faire gonfler et/ou s’enflammer ces électrolytes, lorsque les solvants de l’électrolyte commencent à s’évaporer et à passer d’un liquide à un gaz.

« L’un des plus grands défis de l’industrie des batteries est ce problème de sécurité, donc il y a beaucoup d’efforts pour essayer de fabriquer un électrolyte de batterie qui soit sûr », a déclaré Rachel Z Huang, étudiante diplômée à l’Université de Stanford.

Des batteries permettant une meilleure autonomie et plus de sécurité

Huang et ses collègues de Stanford et du SLAC National Accelerator Laboratory ont développé une batterie capable de résister à des températures élevées sans prendre feu. Le nouvel électrolyte à base de polymère incorpore une grande quantité de sel de lithium (LiFSI), jusqu’à 63 % de son poids total. Il a été combiné avec des molécules de solvants inflammables, et les deux ont formé une relation symbiotique qui profite à la sécurité et aux performances de la batterie.

Les molécules de solvant permettent à l’électrolyte de conduire les ions et de fonctionner au même niveau qu’un électrolyte conventionnel, tandis que la forte concentration de sels ancre ces molécules, empêchant leur évaporation et, à son tour, le feu. L’électrolyte ininflammable de l’équipement a été testé dans une batterie lithium-ion, qui a fonctionné en toute sécurité de la température ambiante à 100 °C.

Une caractéristique clé du nouvel électrolyte est qu’il a une forme collante, similaire aux électrolytes conventionnels, ce qui signifie qu’il peut être intégré aux pièces de batterie existantes (contrairement aux autres électrolytes expérimentaux ininflammables). L’équipe voit un potentiel particulier dans les véhicules électriques, où les batteries pourraient être regroupées sans risque de surchauffe : cela équivaudrait à une densité d’énergie plus élevée et à une autonomie plus longue.