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Le Prix Nobel de chimie 2019 récompense la recherche sur les batteries lithium ion

Posté le par Arnaud Moign dans Innovations sectorielles

Parce qu’elles sont légères, rechargeables et puissantes, les batteries Li-ion font dorénavant partie de notre quotidien. On les retrouve aussi bien dans nos téléphones mobiles que dans nos ordinateurs ou dans les batteries des véhicules électriques. Cette année, le prix Nobel de chimie a été décerné à trois scientifiques pour leurs travaux ayant contribué à la naissance de cette technologie.

Il s’agit de John B. Goodenough de l’université d’Austin au Texas (USA), M. Stanley Whittingham de l’université de Binghamton, dans l’État de New York (USA) et de Akira Yoshino (Meijo University, Nagoya, Japon).

Petit rappel historique sur l’origine des batteries Li-on.

À l’origine : la crise pétrolière des années 70

C’est en recherchant un moyen de se passer des énergies fossiles que le chimiste britannique Michael Stanley Whittingham a découvert le potentiel immense du TiS2, un matériau à la densité d’énergie très forte. Il l’utilisa ainsi en tant que cathode dans une batterie au lithium et créa un nouveau type de pile. Néanmoins, le lithium métallique qui entrait dans la composition de l’anode rendait cette batterie trop explosive pour être utilisée.

Phase de développement dans les années 80

John Goodenough proposa ensuite de remplacer les sulfures tels que le TiS2 par des oxydes métalliques. En 1980, il démontra qu’en intercalant de l’oxyde de cobalt avec des ions lithium il était possible d’obtenir des batteries de 4 V, soit le double de la première pile de Whittingham. Cette avancée importante participa ainsi à la création de batteries plus puissantes.

Les premières batteries Li-ion

C’est en se basant sur les travaux de Goodenough que le japonais Akira Yoshino créa la première véritable batterie Li-ion en 1985. Néanmoins, au lieu d’utiliser une anode au lithium, fortement réactive, il utilisa le coke, un matériau carboné lui aussi capable de s’intercaler aux ions lithium. Le résultat fut satisfaisant : une batterie légère, hautement résistante et pouvant être chargée des centaines de fois était née.

Les batteries lithium-ion ont de l’avenir

Ce type de batterie a révolutionné notre quotidien depuis son entrée sur le marché en 1991. Sans elle, la téléphonie mobile ne serait pas ce qu’elle est aujourd’hui, pas plus que les véhicules 100% électriques.

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