Comprendre les faiblesses des batteries lithium-ion

Superstar de l’électronique portable, la batterie lithium-ion occupe le haut du pavé depuis son introduction sur le marché au début des années 1990. Sollicité sans relâche par sa charge électrique, l’ion lithium se fraie invariablement un chemin entre l’anode et la cathode, jusqu’à l’épuisement. Pour améliorer le rendement de ces batteries, le professeur Reza Shahbazian-Yassar, chercheur à l’université technologique du Michigan, s’est mis en tête de cartographier le parcours des ions lithium dans l’un de ces accumulateurs, afin d’y déceler d’éventuels accrocs et comprendre comment y mettre son petit grain de sel.

Armé de son fidèle microscope électronique en transmission, le chercheur d’origine iranienne, spécialiste des nanotechnologies, serait parvenu à comprendre le triste sort de l’anode, à la merci des ions lithiums. Et lui a même trouvé un petit nom, le « brassage atomique ». « La structure en couches superposées de l’électrode évolue en même temps que les ions lithium la pénètrent, créant une structure en sandwich. La structure doit faire face à de nombreuses expansions et contractions très localisées », explique-t-il, ce qui permet au lithium de se frayer un chemin à travers l’électrode.

Les tensions locales provoquées par le passage répété des ions seraient donc en partie responsables des faiblesses de ce type de batterie. L’équipe de Shahbazian-Yassar cherche désormais à résoudre ce problème de « brassage atomique », en testant notamment une anode en antimoniure de zinc.

Par Moonzur Rahman