Une raison potentiellement cruciale de la tendance à l’autodécharge des batteries lithium-ion a apparemment été découverte par des chercheurs du centre de recherche sur les batteries financé par Tesla à l’Université Dalhousie. Ce qui est tout à fait remarquable, c’est que les découvertes du groupe étaient étonnamment simples mais potentiellement profondes.
Les produits électroniques tels que les smartphones et les ordinateurs portables ont tendance à se décharger avec le temps. C’est un scénario trop familier, où un appareil perd la charge de la batterie bien qu’il ne soit pas utilisé pendant un certain temps. Mais bien que cela soit considéré comme normal aujourd’hui, des chercheurs de l’Université Dalhousie ont peut-être découvert le coupable des batteries lithium-ion à auto-décharge.
Le Dr Michael Metzger, professeur adjoint et titulaire de la chaire Herzberg-Dahn et du Département de physique et des sciences atmosphériques de l’Université Dalhousie, a noté qu’un ruban commercial qui maintient les électrodes ensemble dans les batteries lithium-ion pourrait être un contributeur clé à l’auto- processus de décharge.
« Dans les cellules de batterie commerciales, il y a du ruban – comme du scotch – qui maintient les électrodes ensemble, et il y a une décomposition chimique de ce ruban, qui crée une molécule qui conduit à l’autodécharge. Dans notre laboratoire, nous réalisons de nombreuses expériences très complexes pour améliorer les batteries, mais cette fois nous avons découvert une chose très simple. C’est une chose très simple – c’est dans chaque bouteille en plastique, et personne n’aurait pensé que cela a un impact aussi énorme sur la façon dont les cellules lithium-ion se dégradent », a déclaré le Dr Metzger.
Pour comprendre les cellules de batterie lithium-ion et leurs comportements d’autodécharge, le Dr Metzger et son équipe ont ouvert plusieurs cellules et les ont exposées à différentes températures. À leur grande surprise, l’équipe a constaté que la solution d’électrolyte dans la cellule était rouge vif. Pour aller plus loin, l’équipe a placé des cellules avec une solution d’électrolyte commune dans des fours à quatre températures différentes. Quatre températures de four différentes ont été utilisées, allant de 25°C à 70°C. L’échantillon de cellules à 25°C est resté clair, tandis que l’échantillon à 55°C est devenu marron clair, et celui à 70°C est devenu rouge sang. L’équipe a ensuite effectué une analyse chimique pour examiner la composition de l’électrolyte.
Voici les observations de l’équipe.
« C’est alors que (les chercheurs) ont découvert que le polyéthylène téréphtalate, ou PET, présent dans la bande se décompose et crée la molécule qui conduit à l’autodécharge. La molécule est appelée navette redox car elle peut se déplacer du côté positif de l’électrode, puis du côté négatif, puis du côté positif. Ainsi, il fait la navette entre les électrodes et cela crée l’autodécharge, tout comme le lithium est censé le faire. Le problème est que la molécule navette le fait tout le temps en arrière-plan, même lorsqu’aucun lithium n’est censé se déplacer lorsque la batterie est juste là.
« C’est quelque chose auquel nous ne nous attendions pas, car personne ne regarde ces composants inactifs, ces bandes et ces feuilles de plastique dans la cellule de la batterie, mais il faut vraiment en tenir compte si vous voulez limiter les réactions secondaires dans la cellule de la batterie », a déclaré le Dr Metzger.
Les conclusions du Dr Metzger et de son équipe sont présentées ci-dessous.
Buechele 2023 J. Electrochem. Soc. 170 010518 par Simon Alvarez sur Scribd
N’hésitez pas à nous contacter avec de nouvelles astuces. Envoyez simplement un message à Simon
Des chercheurs financés par Tesla découvrent des détails surprenants sur les décharges des batteries lithium-ion
