Les batteries au lithium-ion sont extrêmement efficaces sur le plan énergétique, mais en cas de défaillance, elles peuvent provoquer une explosion spectaculaire et destructrice. En raison du nombre croissant de ces batteries dans nos maisons, nos véhicules, nos sacs à dos, ainsi que de leur fabrication incorrecte et non normalisée, les incendies les impliquant deviennent une réalité quotidienne. Rien qu’à New York, plus de 200 incendies ont été enregistrés en 2022.
C’est pourquoi des scientifiques de l’Université Clemson et de l’Université de Hunan ont décidé de trouver une solution à ce problème. L’équipe a développé un nouveau type de batterie au lithium-ion, remplaçant l’électrolyte liquide hautement inflammable habituel… autrement dit, la substance que l’on trouve normalement dans les extincteurs. Au lieu des solvants organiques inflammables habituellement utilisés dans l’électrolyte de la batterie, les chercheurs ont utilisé une version modifiée du liquide de refroidissement ininflammable Novec 7300 de 3M. « Cet électrolyte permet aux ions lithium, qui transportent la charge électrique, de se déplacer à travers le séparateur entre les pôles positif et négatif de la batterie au lithium-ion », écrit l’un des scientifiques dans un article pour The Conversation. « Grâce à la modification de liquides de refroidissement disponibles dans le commerce pour les utiliser comme électrolytes de batterie, nous avons développé une batterie capable d’éteindre un incendie par elle-même. » Cet électrolyte innovant a réussi facilement les tests de défaillance sur les batteries au lithium et au potassium, sans s’enflammer même lorsqu’un clou a été enfoncé dedans.
De plus, cet électrolyte, qui ressemble à un extincteur, fonctionne également bien à des températures allant de -100 à 175 °F (-75 à 80 °C), supportant donc mieux les conditions de chaleur et de froid extrêmes que les électrolytes traditionnels. Dans certains cas, la batterie conserve également sa capacité pendant un nombre beaucoup plus important de cycles de charge. Mais la meilleure nouvelle est qu’elle peut être facilement mise en production commerciale. « Étant donné que notre électrolyte alternatif présente des propriétés physiques similaires à celles des électrolytes actuellement utilisés », écrivent les chercheurs, « il peut être facilement intégré dans les chaînes de production de batteries existantes. Si l’industrie l’accepte, nous nous attendons à ce que les entreprises puissent produire des batteries ininflammables en utilisant leurs installations de fabrication de batteries au lithium-ion existantes ». Un travail fantastique !
La recherche a été publiée dans le journal Nature Sustainability.
FAQ :
Pourquoi les batteries au lithium-ion peuvent-elles provoquer des explosions ?
Réponse : Les batteries au lithium-ion sont extrêmement efficaces sur le plan énergétique, mais en cas de défaillance, elles peuvent provoquer une explosion spectaculaire et destructrice.
Que ont fait les scientifiques pour résoudre ce problème ?
Réponse : Les scientifiques de l’Université Clemson et de l’Université de Hunan ont développé un nouveau type de batterie au lithium-ion avec un électrolyte modifié qui est ininflammable.
Quel liquide de refroidissement a été utilisé comme électrolyte dans la nouvelle batterie ?
Réponse : Au lieu des solvants organiques inflammables habituels, les chercheurs ont utilisé une version modifiée du liquide de refroidissement ininflammable Novec 7300 de 3M.
Comment l’électrolyte affecte-t-il le fonctionnement de la batterie ?
Réponse : L’électrolyte permet aux ions lithium de transporter la charge électrique à travers le séparateur entre les pôles positif et négatif de la batterie au lithium-ion.
La nouvelle batterie est-elle résistante au feu ?
Réponse : Oui, la nouvelle batterie s’éteint d’elle-même et ne s’enflamme pas même lorsqu’un clou est enfoncé dedans.
Quels sont les avantages supplémentaires de l’utilisation de cet électrolyte ?
Réponse : L’électrolyte de type extincteur fonctionne mieux dans des conditions de chaleur et de froid extrêmes que les électrolytes traditionnels. La batterie peut également conserver sa capacité pendant un plus grand nombre de cycles de charge.
Définitions :
Batteries au lithium-ion : un type de batterie qui utilise le lithium et les ions lithium dans une réaction chimique pour transporter une charge électrique.
Électrolyte : une substance qui conduit le courant électrique dans une batterie, permettant aux ions de se déplacer entre les électrodes.
Électrolyte de la batterie : le liquide ou la substance qui agit comme électrolyte dans une batterie.
Liens suggérés :
Recherche publiée dans le journal Nature Sustainability.