Des chercheurs innovants sur les batteries ont déchiffré le code pour créer des images 3D en temps réel de la batterie au lithium métal prometteuse mais capricieuse pendant son cycle.

Une équipe de l’Université de technologie de Chalmers, en Suède, a réussi à observer le comportement du lithium métallique dans la cellule lorsqu’il se charge et se décharge.
La nouvelle méthode peut contribuer à des batteries avec une plus grande capacité et une sécurité accrue dans nos futures voitures et appareils.

Il y a de grands espoirs que de nouveaux concepts de batteries, comme les batteries au lithium métal, pourront remplacer les batteries lithium-ion d’aujourd’hui. L’objectif est de développer des batteries plus denses en énergie et plus sûres qui nous permettront d’aller plus loin à moindre coût, tant sur le plan financier qu’environnemental.

Les batteries à semi-conducteurs, les batteries lithium-soufre et les batteries lithium-oxygène font partie de celles qui sont présentées comme des alternatives prometteuses.

Tous ces concepts s’appuient sur l’idée que l’anode de la batterie est constituée d’un métal au lithium au lieu du graphite qui se trouve dans les batteries d’aujourd’hui. Sans graphite, la cellule de batterie sera plus légère, et avec du lithium métal comme anode, il sera également possible d’utiliser des matériaux de cathode à haute capacité. Cela permet d’atteindre trois à cinq fois la densité d’énergie.

Cependant, les batteries au lithium métal ont un problème crucial : lorsque la batterie est chargée ou déchargée, le lithium ne se dépose pas toujours aussi plat et lisse qu’il le devrait. Souvent, il forme des microstructures moussues ou des dendrites, de longues structures en forme d’aiguilles, et des parties du lithium déposé peuvent s’isoler et sont alors inactives.

Les dendrites, risquent également d’atteindre l’autre électrode de la batterie et de provoquer un court-circuit. Par conséquent, il est crucial de comprendre quand, comment et pourquoi ces structures se forment.

L’équipe de recherche vise maintenant à tester la technique sur d’autres concepts de batterie, en espérant que la technologie d’imagerie nécessaire sera disponible plus près de chez elle, par exemple au laboratoire suédois MAX IV, un centre de recherche national pour les expériences avancées en rayons X.