Les structures pointues qui poussent à l'intérieur des batteries au lithium freinent la prolifération des batteries au lithium métal à haute énergie. Les scientifiques dévoilent leurs origines.
Il a peut-être remporté un prix Nobel, mais la batterie au lithium n'est pas parfaite. Des dendrites peuvent se former à l'intérieur :des structures en forme d'arbre avec des saillies perçantes. Si vous êtes malchanceux, ils perforent le séparateur de la batterie, la limite qui sépare les produits chimiques du côté positif (cathode) de ceux du côté négatif (anode). De plus, ils favorisent des réactions indésirables entre le lithium et l'électrolyte, une substance à travers laquelle les particules chargées (ions lithium) se déplacent de la cathode vers l'anode. Au pire, les dendrites provoquent un court-circuit ou même un incendie.
Au laboratoire national américain du nord-ouest du Pacifique, l'équipe du chercheur Chongmin Wang a découvert que les dendrites se forment à la frontière entre le lithium de l'anode et l'électrolyte. Ils grandissent parce que de plus en plus d'ions lithium s'accumulent. C'est un peu comme la façon dont les stalagmites poussent dans une grotte. La dynamique à la surface limite pousse de plus en plus d'ions lithium vers la colonne en croissance, jusqu'à ce qu'une aiguille jaillisse soudainement.
Une certaine substance dans l'électrolyte, le carbonate d'éthylène, stimule la croissance des dendrites. Cette substance est censée améliorer les performances de la batterie. Les chercheurs ont déterminé que d'autres additifs pourraient empêcher la croissance. "Nous ne voulons pas seulement supprimer la croissance, nous voulons l'éviter", déclare Wang.
Les minuscules protubérances sont actuellement un obstacle majeur à l'utilisation généralisée des batteries au lithium métal dans, entre autres, les voitures électriques, les ordinateurs portables et les téléphones. Dommage, car grâce à leur densité énergétique plus élevée, ils stockent plus d'énergie dans le même volume.
