Des chercheurs japonais présentent une nouvelle batterie
au lithium-air qui pourrait révolutionner la mobilité électrique

Mercredi, 16/03/2022 

L’institut NIMS (National Institute for Materials Science) et Softbank Corp., tous deux basés au Japon, ont confirmé le développement d’une batterie qui atteint la densité énergétique-record de 500 Wh/kg, sur 2000 cycles, contre 200 Wh/kg pour les batteries lithium-Ion.

La batterie lithium-air (Li-air) est un accumulateur électrochimique métal-air qui utilise l’oxydation du lithium à l’anode et la réduction de l’oxygène à la cathode pour produire un courant électrique. La particularité de cette technologie est qu’elle utilise l’oxygène (O2) contenu dans l’air ambiant pour fonctionner, ce qui a pour avantage d’alléger le poids de l’accumulateur ainsi que son encombrement, puisqu’il ne nécessite aucun système de stockage de l’oxygène.

Conçues dès les années 1970 pour le secteur automobile puis tombées quelque peu en désuétude, les batteries lithium-air ou "lithium-oxygène" ont rencontré un regain d’intérêt après l’an 2000, grâce à des progrès technologiques et la nécessité de développer des solutions de stockage de l’électricité, notamment pour les véhicules et l’informatique embarquée.

On estime que les batteries lithium-air ont une énergie spécifique environ 10 fois supérieure aux batteries lithium-ion actuelles. Le secteur automobile a dès lors commencé à marquer un intérêt évident pour les batteries lithium-air afin d’offrir une bonne autonomie aux véhicules électriques, pour un encombrement et un poids réduits. Mais ce nouveau type d’accumulateur peut également trouver des débouchés dans le segment des vélos à assistance électrique, les drones, les smartphones et les systèmes de stockage d’électricité domestiques. En 2015, le problème principal que posait la batterie lithium-oxygène résidait dans la formation de peroxyde de lithium. Ce composé inorganique se formait par réaction chimique entre le lithium et l’oxygène, s’accumulait sur la cathode et finissait par boucher les pores de celle-ci en bloquant les réactions chimiques ultérieures. Après seulement quelques cycles de charge-décharge, les performances de la batterie s’effondraient.

Les chercheurs de Cambridge ont alors ajouté de l’eau à l’électrolyte et de l’iodure de lithium, obtenant ainsi de l’hydroxyde de lithium (LiOH). Alors que les batteries restituaient jusque-là 70 % de l’énergie accumulée, les nouveaux prototypes affichaient des rendements de 93,2 %, ce qui représentait une avancée considérable. En mars 2018, grâce à de nouvelles découvertes d’une équipe de chercheurs de l’Université de Chicago et de l’Argonne National Laboratory, les nouvelles batteries ont été capables d’encaisser 750 cycles de charge et recharge. A présent, les dernières avancées scientifiques permettent de réaliser des cycles de 2000 charges et recharges, la batterie lithium-air, ce qui leur ouvre la voie à une production industrielle et à une utilisation dans les véhicules électriques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash