Non inflammables, efficaces à basses températures, plus respectueuses de l’environnement et moins chères que les batteries au lithium-ion… Les batteries au sodium-ion sont prometteuses, malgré le fait qu’elles soient moins durables. Une équipe de chercheurs américains aurait toutefois réussi à contourner ce problème, comme ils le démontrent au sein de leur étude publiée dans la revue Nature.
Une équipe de recherche du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) du Département américain de l’énergie a réussi à mettre au point une batterie sodium-ion dotée d’une considérable longévité. Les résultats, publiés dans la revue Nature Energy, fournissent une recette prometteuse pour une batterie qui pourrait un jour alimenter les véhicules électriques et stocker de l’énergie solaire. La première batterie au sodium-ion avait été développée par une équipe de chercheurs Français, en 2015.
Des batteries au sodium-ion plus durables
Les batteries sodium-ion sont prometteuses. Si le sodium est bon marché et abondant, les batteries au au sodium-ion, elles, sont non inflammables et fonctionnent bien à basses températures. Sur le papier, elles devraient être plus respectueuses de l’environnement et même moins chères que ne le sont actuellement les batteries lithium-ion. Leurs performances sont en revanche limitées en raison de leur faible durabilité. Un problème qui serait donc sur le point d’être réglé, si l’on en croit cette nouvelle étude.
Pour réussir à accroître leur longévité, les chercheurs ont déplacé les ingrédients qui composent le noyau liquide de la batterie. Comme l’explique PNNL, dans les batteries, l’électrolyte est le « sang » qui maintient l’énergie en circulation. L’électrolyte se forme en dissolvant des sels au sein de solvants, ce qui entraîne des ions chargés qui circulent entre les électrodes positive et négative. Au fil du temps, les réactions électrochimiques qui maintiennent la circulation de l’énergie ralentissent et la batterie ne peut plus se recharger. Dans les technologies actuelles de batteries sodium-ion, ce processus se produit beaucoup plus rapidement que dans les batteries lithium-ion.
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L’équipe du PNNL s’est attaquée à ce problème en désactivant la solution liquide (et le type de sel qui la traverse) afin de créer une nouvelle recette d’électrolyte. Pour la toute première fois, les scientifiques ont considérablement augmenté le nombre de cycles de charge (300 ou plus) avec une perte de capacité minimale (> 90 % conservée) dans une batterie de la taille d’une pièce lors de tests en laboratoire.
Cette nouvelle technologie au sodium-ion développée par les chercheurs du PNNL utilise une solution naturelle qui est également insensible aux changements de température et peut fonctionner à des tensions élevées. En définitive, des qualités qui pourraient bien être utiles pour les véhicules électriques ou le stockage de l’énergie.
Source : Nature
