COMPTOIR
  
register

Des chercheurs de l’ANL percent un secret des batteries lithium-ion

Tandis que certains gravissent l’Everest, d’autres scrutent les batteries lithium-ion à l’aide de l’APS (Advanced Photon Source) du Laboratoire national d'Argonne, l'un des trois plus grands synchrotrons au monde. Il n’y voient pas le plus haut sommet du monde et l’occasion de faire un documentaire égocentré ; ils observent plutôt les mécanismes chimiques complexes qui déclenchent le processus de dégradation dans la batterie, et livrent un document de recherche titré Solvent-mediated oxide hydrogenation in layered cathodes. Document synthétisé et vulgarisé dans un communiqué de presse publié sur le site de l’Argonne National Laboratory le 13 septembre dernier.

batterie argonne recherche

L'équipe au travail sur "la table expérimentale pour les mesures de rayons X sur la ligne de faisceau 25-ID récemment mise à niveau à l'APS" © ANL

Le coupable identifié, reste à le punir

Les batteries lithium-ion sont utilisées depuis plusieurs décennies, mais tous les rouages de leur fonctionnement ne sont pas encore parfaitement appréhendés. Une équipe de quatorze scientifiques du Laboratoire national d'Argonne s'est penchée sur le phénomène d’auto-décharge.

Celui-ci se définit la perte d'énergie de la batterie y compris lorsqu'elle n'est pas utilisée. La source donne l’exemple d’un véhicule électrique qui reste au repos pendant un mois ou plus et qui peut ne pas fonctionner en raison de la faible tension et de la faible charge de la batterie.

Or, comme l’explique la source, tandis que la compréhension globale du fonctionnement des batteries lithium-ion progresse, il subsiste un débat sur les causes du phénomène d'auto-décharge : « Les batteries lithium-ion rechargeables utilisent des ions lithium pour stocker l'énergie. La cathode et l'électrolyte sont deux éléments clés des batteries lithium-ion. La longévité de la batterie peut être influencée par la dégradation des cathodes […]. La théorie dominante sur la dégradation des cathodes se concentre sur deux domaines : la perte de lithium ou la libération d'oxygène par les cathodes. Parallèlement, des études théoriques ont prédit que les électrolytes ont tendance à se décomposer sur les surfaces des cathodes. »

Afin d’y voir plus clair, les chercheurs ont utilisé la technologie des rayons X de l’APS pour examiner les batteries en fonctionnement à un niveau moléculaire. Cette recherche valide un mécanisme d'hydrogénation de la cathode comme vecteur de l'auto-décharge. « Au cours de ses recherches, l’équipe a découvert la preuve expérimentale et computationnelle d'un mécanisme qui déclenche l'auto-décharge : l'hydrogénation de la cathode, ou le processus de transfert dynamique des protons et des électrons du solvant de l'électrolyte dans les oxydes en couches hautement chargés de la cathode », expose l'article de l'Argonne.

Zonghai Chen, chimiste principal à l'Argonne, explique : « L'auto-décharge est un phénomène que connaissent tous les dispositifs électrochimiques rechargeables. Le processus consomme lentement les précieux matériaux fonctionnels de la batterie et dépose des produits secondaires indésirables à la surface des composants de la batterie. Cela entraîne une dégradation continue des performances de la batterie ».

Forcément, comprendre les causes d’un phénomène reste la première étape pour y remédier. Il n’y a pas encore d’applications commerciales, mais Zonghai Chen estime qu’en « atténuant l'auto-décharge, nous pouvons concevoir une batterie plus petite, plus légère et moins chère sans sacrifier les performances ».

Afin d'approfondir le sujet, vous pouvez consulter l'article complet de l'ANL ainsi que la publication Solvent-mediated oxide hydrogenation in layered cathodes via ces liens.
Un poil avant ?

Asgard Thor, de la DDR5-9600 CUDIMM à 1,5 V

Un peu plus tard ...

Des Ryzen 9000 plus puissants mais aussi plus vigoureux grâce à l’AGESA 1.2.0.2

Les 11 ragots
Les ragots sont actuellement
ouverts à tous, c'est open bar !
par Un ragoteur bio du Grand Est ••, le Dimanche 22 Septembre 2024 à 20h45  
par Un ragoteur du Barbouzes club en Auvergne-Rhône-Alpes ?? le Mercredi 18 Septembre 2024 à 21h43
recherche lifepo4 sur internet cela peut t'intéresser
Dommage qu'ils n'aient pas envisagé d'ajouter du tungsten : LiFePOW4, c'est encore plus mieux.
par Un ragoteur du Barbouzes club en Auvergne-Rhône-Alpes ••, le Mercredi 18 Septembre 2024 à 21h43  
par ffm7[quote name='ffm76600 le Mercredi 18 Septembre 2024 à 06h49
Bon et sinon il y a toujours l'option Incendie en option ?

Il serait temps de trouver un autre type de batterie moins dangereux non ?
recherche lifepo4 sur internet cela peut t'intéresser
par Un ragoteur bio du Grand Est, le Mercredi 18 Septembre 2024 à 19h33  
par Un ragoteur Gaulois d'Occitanie le Mercredi 18 Septembre 2024 à 12h39
La marque de véhicule électrique qui dispose d'une avance certaine sur les batteries sera nécessairement leader : Peugeot, Tesla ou BYD, si l'un d'entre eux propose une autonomie de 2000km avec une batterie de 100kgs, il a fini la game et tous les autres font faillites (voiture plus légère, meilleure tenue de route, moins chere, plus d'autonomie, etc...)
Spécifiquement pour le domaine automobile, l'autonomie est un non-problème.

Une pile à combustible accouplée à une petite batterie qui supporte bien les cycles de décharge, en particulier profonds, est le seul avenir crédible, et même pas souhaitable. On a déjà des indices quant au fait que c'est l'axe actuellement suivi, avec le changement de réglementation concernant les "range extenders", qui ne sont plus limités dans la part d'autonomie autorisée sur le générateur embarqué, ce qui nous a valu notamment le Mazda MX-30 R-EV.

Maintenant, comme je l'ai dit, cet avenir n'est pas souhaitable, en tout cas pour le grand public (ça reste applicable aux transports en commun et, surtout, de marchandises) : peu importe que la propulsion soit électrique ou thermique, le vrai enjeu tient dans la limitation des dépenses énergétiques superflues, donc l'usage d'une "propulsion animale" virtuellement gratuite, avec des infrastructures revues complètement pour les centrer autour... des piétons.
par Un ragoteur Gaulois d'Occitanie, le Mercredi 18 Septembre 2024 à 12h39  
par Un champion du monde embusqué ?? le Mercredi 18 Septembre 2024 à 11h09
Le pb c eSt surtout les monopoles et la non concurrence

Quand t as que 2-3 acteurs majeurs qui font de la marge et s entendent illégalement hors caméra

(...)
En vrai, je pense que c'est pas ça, mais plutot que la recherche coute très cher et qu'ils n'ont vraiment pas encore trouvé de solution.
Quand je regarde Elon Musk qui a acheté une usine de batteries, je le vois galérer à proposer des meilleures batteries parce que celui qui trouve la méthode pour stocker de l'énergie 10x mieux, il dépose un brevet et deviens le mec le plus riche du monde et de loin.
La marque de véhicule électrique qui dispose d'une avance certaine sur les batteries sera nécessairement leader : Peugeot, Tesla ou BYD, si l'un d'entre eux propose une autonomie de 2000km avec une batterie de 100kgs, il a fini la game et tous les autres font faillites (voiture plus légère, meilleure tenue de route, moins chere, plus d'autonomie, etc...)
par Un champion du monde embusqué ••, le Mercredi 18 Septembre 2024 à 11h09  
Le pb c eSt surtout les monopoles et la non concurrence

Quand t as que 2-3 acteurs majeurs qui font de la marge et s entendent illégalement hors caméra

Les pays et législation ne font rien pour lutter contre la mort programmé des produits
Les industriels font ce qu ils veulent et de toute façon t aura toujours un pays qui en aura rien à foutre ou toute ces entreprises déménagerons pour aller produire/polluer là bas
Si demain c est pas en Inde. Ou Vietnam, après demain ça sera en Afrique ou que sais je... Ils sont cap démonter leur usine sur des vieille plateforme pétrolière en eau international

Bref tant que c est toi client qui paie des ecotaxe et que sais je et pas l industriel, ça s arrêtera pas
Faut que législateur et les gouvernement arrête de culpabiliser le client/consommateur final en lui foutant sur le dos la facture.
Faut "tu produit pas correctement ou tu produit pas chez nous, bah dégage plus rien de chez toi sera vendu chez nous) ... Pb nos dirigeants ont tellement été laxiste des avis des industriel et y a de tel monopole maintenant, que ça en devient inapplicable.

Mais déjà des marque européenne faudrait déjà arrêter le nawak, tu prend des groupe type stellantis, c est une absurdité derriere d avoir 10 identité automobile... Les gens n ont plus un rond, stop la surenchère d identité d un mm produit ou tu met un maquillage douteux honnereux
Faut arrêter de marcher sur la tête et taper du point pour que les industriels reste en roue libre marketing

Si demain
par Scrabble, le Mercredi 18 Septembre 2024 à 09h16  
par ffm76600 le Mercredi 18 Septembre 2024 à 06h49
Bon et sinon il y a toujours l'option Incendie en option ?

Il serait temps de trouver un autre type de batterie moins dangereux non ?
Toutes les batteries electriques sont dangereuses par nature
Plus une batterie est chargee, plus elle contient d'energie stockee sous forme chimique
Donc en cas de surchauffe, l'energie se libere forcement en chaleur, entrainant une reaction en chaine
par ffm76600, le Mercredi 18 Septembre 2024 à 06h49  
Bon et sinon il y a toujours l'option Incendie en option ?

Il serait temps de trouver un autre type de batterie moins dangereux non ?
par JoeBar, le Mardi 17 Septembre 2024 à 15h13  
Ils ont dû se rendre compte que les matériaux (comme toute nouvelle innovation bizarrement) seraient plus chers qu'annoncé, donc on met sous le tapis en attendant que les prix du Lithium descendent et/ou que les matériaux recherchés baissent ...
par ragoteur électrisé en Île-de-France, le Mardi 17 Septembre 2024 à 08h55  
ça fait des années qu'on nous parle de batteries solides et/ou à base de matériaux communs, la tous à des prix planchers, ça fait des années qu'on ne voit rien venir à part des mots sans applications concrètes qui suivent.
par Un énarque des ragots embusqué ••, le Mardi 17 Septembre 2024 à 02h59  
Ils sont tous incapable de nous sortir de ses batteries de merd...de lithium polymère sur les pc portable et smartphones depuis tant d'années, que a mon niveau je n'espère plus rien du tout.Les batteries solide devaient sortir en 2019, ou sont elles, comme les autres types de batterie, la révolution attendra...
par ThePapyGeek, le Lundi 16 Septembre 2024 à 18h44  
Sinon ils ont trouvé un moyen de se passer du lithium ? Non parce que c est ca qu'on demande...
Les batteries au graphene ils en sont ou ?