Batteries : cette technologie d’anode révolutionnaire va accélérer la recharge rapide

Les batteries au lithium de nos smartphones font toujours l'objet d'études approfondies pour améliorer leur capacité, leur durée de vie, ou bien leur vitesse de recharge. Des chercheurs néerlandais ont développé une nouvelle architecture pour nos batteries, qui pourrait nettement accélérer la recharge rapide.

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En se concentrant sur la manière dont se déplace le lithium entre deux électrodes, des chercheurs néerlandais de l'université de Twente ont mis un point un nouveau design pour nos batteries au lithium, qui pourrait à terme nettement accélérer les temps de recharge. Cette architecture intègre des canaux spéciaux qui permettent d'augmenter le flux d'ions lithium.

Seulement, ce design ne serait rien sans de nouveaux matériaux appelés NbWO : les oxydes de niobium et de tungstène. Ces matériaux pourraient être amenés à remplacer le graphite que l'on utilise comme électrode négatif dans nos batteries au lithium actuelles. Dans les NbWO, les ions de lithium se déplacent bien plus vite, d'après les dires des chercheurs.

Ces matériaux ont déjà fait l'objet d'études poussées, notamment à Cambridge où des scientifiques avaient développé et testé une batterie composée de grandes particules de NbWO, disposées sous la forme de pilier. Les équipes de l'université de Twente ont opté pour une autre approche : que se passe-t-il quand on réduit les particules de NbWO à l'échelle nanométrique ?

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L'échelle nanométrique, la clé du succès
Pour se faire, les chercheurs ont d'abord chauffé à très haute température les particules de NbWO, pour réduire leur densité au maximum et les transformer en des centaines de nanoparticules microscopiques. Il s'avère que ces nanoparticules de NbWO poussent les ions de lithium dans leur retranchement et offrent des performances impressionnantes.

"Les résultants montrent que la réduction d'échelle en dessous de 100 nanomètres améliore considérablement la dynamique de lithiation de l'oxyde de niobium et de tungstène", expliquent-ils. Pour rappel, la lithiation est une réaction chimique durant laquelle une ou plusieurs liaisons carbone-lithium sont formées à partir d'un composé organique.

Cette architecture, alliée à l'utilisation de nanoparticules de NbWO, pourrait servir dans des appareils qui exigent des cycles de décharge et recharge rapide, comme nos smartphones et nos consoles portables par exemple. En revanche, cette découverte technologique n'est pas adaptée aux voitures électriques d'après les chercheurs, car cela nécessiterait un bloc de batteries trop important.

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