Voitures électriques: des batteries au lithium désormais performantes

摘要

Les batteries lithium-ion permettant de stocker 3 à 4 fois plus d'énergie par unité de masse que les batteries classiques ont envahi le marché des systèmes nomades (ordinateurs, téléphones portables, baladeurs, etc. ...). Les matériaux d'électrodes positives de ces batteries ont des performances excellentes, mais un coût trop élevé pour être utilisés dans les grosses batteries des véhicules électriques et des véhicules hybrides de deuxième génération. Le matériau d'avenir pour ces applications est le phosphate de fer et de lithium: écologique, il possède des propriétés exceptionnelles alliées à un faible coût et une bonne stabilité thermique, élément essentiel pour la sécurité. Toutes ces caractéristiques en font le candidat le plus à même d'équiper les batteries lithium de nos futures voitures électriques. Paradoxalement, ce matériau ne présente pas les propriétés de conduction ionique et électronique requises pour le fonctionnement de l'électrode. Des chimistes CNRS de l'Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB) ont réussi à interpréter cernparadoxe. En étudiant du phosphate de fer et de lithium, ils ont montré que les cycles de charge et décharge de la batterie sont possibles grâce au «domino cascade processus». Ce phénomène se manifeste dès lors qu'il existe des contraintes à l'interface entre le matériau qui se décharge et le matériau à l'état déchargé. La conduction électronique et ionique est alors extrêmement rapide dans la zone interfaciale; elle se propage de proche en proche, tels des dominos, au fur et à mesure que l'interface se déplace.