Doubler la durée de vie des batteries : une technologie de charge optimisée le permet

Laissez quelqu'un d'autre dire que les accélérateurs de particules n'ont pas d'impact sur la vie quotidienne. Les expériences menées aux synchrotrons BESSY II et PETRA III au Helmholtz-Zentrum Berlin, en Allemagne, pourraient avoir un impact majeur sur tous nos appareils mobiles - y compris, bien sûr, les VE, les vélos électriques et bien d'autres choses encore.

Dans les deux installations, il a été possible d'examiner les anodes et les cathodes de batteries lithium-ion normales pendant la charge. Plus précisément, l'accent a été mis sur les processus de vieillissement au niveau moléculaire, qui détériorent progressivement l'état général des batteries rechargeables à chaque processus de charge. La spectroscopie Raman et la spectroscopie à rayons X ont été utilisées pour identifier les molécules individuelles sur la base de la diffusion de la lumière et des rayons X.

Dans différentes séries de tests, des batteries utilisées dans le commerce ont été chargées soit avec un courant constant, soit avec des impulsions de courant. Grâce à l'accélérateur de particules, il a été possible d'observer l'intérieur de la batterie et de voir comment elle vieillissait après un court laps de temps.

Au lieu de mesurer et de comparer les capacités, il a été possible d'observer directement de minuscules fractures dans la structure des cellules et des dépôts sur l'anode. Contrairement aux processus de charge à courant constant, la détérioration à l'intérieur des batteries a été nettement moins importante lorsque le protocole de charge a été modifié.

Selon l'étude, c'est la fréquence choisie qui a la plus grande influence. La charge à haute fréquence avec un courant carré, c'est-à-dire de courtes impulsions de courant, a doublé le nombre de cycles de charge jusqu'à ce que la capacité totale tombe à 80 % de la puissance initiale.

Les chargeurs devraient certainement être adaptés et les temps de charge pourraient également être allongés. D'un autre côté, cette simple conversion des processus de charge offre la possibilité d'utiliser deux fois plus longtemps la technologie des batteries existantes, qui sont produites en grandes quantités.

La batterie d'un ordinateur portable pourrait ainsi être utilisée pendant dix ans au lieu de quatre ou cinq. Il est également très probable que cette technologie puisse être transférée aux batteries des voitures électriques. De nombreux constructeurs indiquent que leur durée de vie est d'au moins 150 000 kilomètres (100 000 miles). Ce chiffre pourrait également être augmenté de manière significative.