Les batteries au lithium sont omniprésentes dans notre vie quotidienne, mais saviez-vous comment elles fonctionnent ?
Ils se trouvent dans les téléphones, les ordinateurs et les tablettes. Ils nous permettent de marcher dans la rue en envoyant des mèmes et des emojis à nos amis, sans avoir besoin d’être connecté à une prise électrique.
Ces batteries rechargeables, également appelées lithium-ion ou Li-ion, fournissent l’énergie nécessaire au fonctionnement de la plupart des appareils électroniques que nous utilisons quotidiennement.
L’histoire des batteries Lithium Ion
Leurs premiers prototypes ont été conçus au début des années 1970, mais ce n’est qu’en 1991 que la société japonaise Sony a présenté une version commerciale, qui en général est encore très similaire à celles que nous utilisons actuellement.
Leur développement est si important qu’en 2019, l’Académie suédoise des sciences a décerné le prix Nobel de chimie à leurs développeurs d’origine.
John Goodenough, Stanley Whittingham et Akira Yoshino ont reçu ce prix pour leurs contributions au développement des batteries au lithium.
Avantages des batteries lithium-ion
L’une des principales vertus des batteries au lithium est qu’elles donnent de l’autonomie aux appareils qui en disposent : autrement dit, elles peuvent être utilisées longtemps sans avoir besoin d’être rechargées.
Cela est dû au fait que les composés qu’ils contiennent peuvent stocker une grande quantité d’énergie, grâce aux caractéristiques électrochimiques du lithium.
Cet élément n’est que le troisième du tableau périodique, ce qui signifie qu’il a de petits atomes, c’est pourquoi c’est un matériau léger.
Cette caractéristique contribue à ce que les batteries au lithium aient un poids inférieur par rapport à d’autres batteries rechargeables, telles que celles contenant du plomb, qui sont utilisées dans les automobiles.
Une petite batterie au lithium légère a la capacité de stocker une charge qui peut durer de quelques heures à plusieurs jours.
Ceci est également dû au fait qu’en plus du lithium, d’autres matériaux sont utilisés qui permettent d’empiler au plus près les cellules qui composent la batterie.
C’est pourquoi les batteries au lithium peuvent être compactes et minces.
Sécurité des batteries au lithium
Un problème avec ce type de batterie est que des réactions exothermiques ont lieu pendant le processus de recharge, c’est-à-dire qu’elles dégagent de la chaleur.
Ceci, ajouté au fait que certains composants des batteries au lithium sont inflammables, contribue au fait que dans certaines circonstances, ils peuvent prendre feu ou même exploser.
Certes, personne ne peut se promener l’esprit tranquille en pensant qu’il transporte dans son sac une petite bombe en forme de téléphone portable.
Bien que le risque ci-dessus soit réel, les batteries au lithium ne s’enflamment pas spontanément ni en aucune circonstance.
Il doit d’abord exister des conditions favorisant la surchauffe, comme lors de la charge des équipements : c’est pourquoi il est généralement recommandé de ne pas utiliser d’appareils électroniques lorsqu’ils sont connectés au courant électrique.
Cela peut également arriver lorsque les téléphones au lithium de la batterie sont trop rapprochés et peuvent se court-circuiter.
C’est un problème lorsqu’on veut miniaturiser un équipement : lorsqu’on essaie de faire des batteries plus compactes, il peut arriver que leurs composants soient trop rapprochés.
Mais cela peut être évité d’abord avec une conception appropriée des batteries au lithium et également en ajoutant des matériaux qui peuvent fonctionner comme des isolants.
Par exemple, l’utilisation de films de polyéthylène très minces mélangés à des nanoparticules a été tentée.
Si un chauffage rapide se produit, les espaces entre les nanoparticules se dilatent, interrompant le passage du courant. Une fois la batterie complètement refroidie, les nanoparticules retournent à leur place et le fonctionnement de l’appareil revient à la normale.
Ces types d’améliorations améliorent leurs performances et nous ouvrent la porte à leur utilisation pour produire de l’énergie pour remplacer les combustibles fossiles. Quelque chose dont nous avons un besoin urgent.