Recharge rapide pour batteries

La batterie d’un téléphone portable rechargée en 10 secondes, celles d’une voiture hybride en 5 minutes… ça fait rêver. Grâce aux travaux de deux chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA) ce rêve pourrait se concrétiser dans quelques années.

Gerbrand Ceder et Byoungwoo Kang ont en effet mis au point un nouveau matériau qui permet de recharger une batterie 100 fois plus vite que les batteries au lithium actuellement commercialisées. Ils publient aujourd’hui leurs résultats dans la revue Nature.

Les batteries au lithium (ou lithium-ion) équipent tous les appareils électroniques portables car elles peuvent stocker une très grande quantité d’énergie par unité de masse. C’est la circulation des ions entre deux électrodes (l’anode qui sert de stockage, la cathode qui attire les ions) qui crée le courant électrique. Lorsqu’on recharge la batterie, on oblige les ions à refaire le chemin inverse (revenir sur l’anode de stockage).

La rapidité d’une batterie à se charger –ou à libérer son énergie- dépend de la rapidité de mouvement des ions. Pour les batteries des voitures hybrides, dont la cathode est en phosphate de fer et de lithium, les deux propriétés sont importantes : si une batterie libère vite son énergie elle donne aux voitures une meilleure ‘reprise’, si elle se recharge vite elle évite des problèmes logistiques au conducteur.

En modélisant le trajet des ions entre les deux électrodes, Ceder et Kang ont constaté que l’on pouvait théoriquement atteindre de très grandes vitesses, à condition de tracer des autoroutes pour les ions. Les deux chercheurs ont donc modifié la structure de la cathode en phosphate de fer et de lithium afin que les ions trouvent plus facilement leur route et circulent plus vite.

Leur prototype de batterie se charge en 10 à 20 secondes contre six minutes pour une batterie de la même taille avec une électrode classique. Dans la mesure où ils ont amélioré un matériau déjà commercialisé, leur trouvaille devrait trouver rapidement des débouchés à grande échelle.

Cécile Dumas Pour Sciences-et-Avenir.com