Grâce à un matériau alternatif, la durée de vie des batteries au lithium pourrait être doublée.

Entre la popularisation des voitures électriques et le nombre toujours plus important de produits embarquant une batterie au lithium (smartphones, ordinateurs, tablettes, etc.), ce type de batteries n’a jamais été aussi populaire. Cela a évidemment un impact sur la production de matériaux nécessaires à leur bon fonctionnement, notamment le cobalt et le nickel – dont l’extraction est vivement critiquée. Or, ces matériaux sont disponibles en quantité limitée sur terre et la demande croissante pourrait faire exploser leur prix dans les années à venir. C’est pourquoi les chercheurs tentent de trouver des alternatives.

C’est ainsi que des chercheurs de la City University of Hong Kong ont développé une nouvelle cathode – élément essentiel pour la batterie – à partir d’un nouveau matériau : le manganèse. Ce dernier est plus durable que les matériaux utilisés aujourd’hui pour fabriquer les cathodes des batteries au lithium actuelles. De plus, la cathode à base de manganèse développé par les chercheurs offre un cycle de charge-recharge plus important, de quoi allonger la durée de vie des batteries au lithium. Enfin, présent en masse sur terre, le manganèse est peu coûteux.

La capacité du matériau de cathode LiCoO 2 actuellement appliqué dans les produits électroniques comme les smartphones est d’environ 165 mAh / g, tandis que notre matériau de cathode LiMnO 2 a déjà atteint une capacité aussi élevée que 254,3 mAh g − 1, ce qui est beaucoup plus élevé“, a déclaré l’un des chercheurs de l’étude.

Ce n’est pas la première fois que le manganèse est étudié pour remplacer le cobalt et le nickel dans les batteries au lithium, mais cette idée avait été mise de côté en raison du fait que cet élément chimique était instable lors du cycle de charge-recharge. Un problème auquel le Dr Liu, un expert dans le développement de matériaux cathodiques pour les batteries lithium-ion qui a supervisé la recherche, a trouvé une solution.

Sans rentrer dans les détails chimiques, l’équipe du Dr Liu est parvenue à stabiliser le manganèse en remaniant sa structure atomique. Modifié, cet élément peut très bien être utilisé pour servir de cathode dans les batteries de smartphones.

Les chercheurs espèrent que leur recherche permettra la commercialisation de batteries plus durables. « Notre matériau peut potentiellement remplacer les matériaux de cobalt actuellement commercialisés pour des applications telles que l’électronique et les voitures électriques », a conclu le Dr Liu.