Dégradation des performances, courts-circuits, surchauffes, emballements thermiques qui mènent parfois à des explosions ; les batteries au lithium, si indispensables à notre quotidien, sont loin d'être sans défaut. Une équipe de scientifiques de l'Université du Michigan est parvenue à en apprendre un peu plus sur le processus de dégradation d'une batterie lithium-métal en l'observant de l'intérieur !
Les baisses de performances observées avec les batteries lithium-ion s'expliquent en grande partie par une accumulation d'excédant de lithium au sein de la batterie ; les fameuses dendrites. À force de sollicitation, la batterie lithium-ion perd inexorablement de ses performances et de son autonomie, à cause d'une dégradation de l'isolation qui sépare l'anode de la cathode. Cette dégradation peut même aller jusqu'à provoquer un court-circuit, une surchauffe et parfois une explosion.
Plusieurs chercheurs de l'université du Michigan ont étudié de plus près des batteries lithium-métal, une technologie très prometteuse en termes de densité d'énergie, mais encore plus instable que les batteries lithium-ion ! Pour réussir à observer la formation des dendrites et mieux la comprendre, l'équipe de chercheurs a mis en place un dispositif constitué d'un microscope, d'une caméra HD et d'une batterie « ouverte ».
Grâce à l'observation minutieuse de l'évolution des dendrites en fonction des cycles de charges et de décharges de la batterie, les chercheurs ont notamment découvert le phénomène suivant : tant que les dendrites ont une taille réduite et se répartissent de manière homogène dans la batterie, cette dernière parvient à conserver ses performances. En revanche, dès que la croissance et la prolifération des dendrites devient hors de contrôle, les performances de la batterie déclinent.
Maintenant qu'ils en savent davantage sur le phénomène de formation des dendrites et la manière dont ces résidus de lithium impactent les performances des batteries, les chercheurs entendent désormais trouver le moyen de maitriser leur évolution.
À ne pas manquer ! La vidéo ci-dessus vous permettra d'observer les phénomènes de croissance et de décroissance des dendrites sur les électrodes d'une batterie lithium-métal.
