Elles sont partout autour de nous et elles offrent à leurs inventeurs le prix Nobel de chimie de cette année 2019. « Elles », ce sont les batteries au lithium-ion – simplifié en « li-ion », des accumulateurs qui sont au cœur de tout appareil électronique ou presque. Leurs inventeurs sont l’Anglais Stanley Whittingham, le japonais Akira Yoshino et l’américain John B. Goodenough. Ces trois chimistes ont posé « les fondations d’une société sans fil et sans énergie fossile », selon le communiqué de l’académie Nobel sise en Suède et qui délivre tous les ans ce prestigieux prix.
Ce prix Nobel de chimie se partage entre l’inventeur de l’électrode intercalaire (Stanley Whittingham), le découvreur du matériau LixCoO2 (Dioxyde de cobalt et de lithium) en tant que matériau de choix pour la cathode (John B. Goodenough) et l’ingénieur qui a développé le prototype combinant ces deux techniques pour produire la première batterie Lithium-Ion (Akira Yoshino).
Les batteries lithium-ion sont un type d’accumulateurs lithium. L’intérêt des accumulateurs au lithium est qu’ils offrent la plus grande densité d’énergie par rapport aux autres techniques de stockage de l’énergie, ce qui les rend très adaptés pour être embarqués. Dans la famille des accumulateurs au lithium (lithium-polymère, lithium-fer-phosphate, etc.), les forces de la structure lithium-ion sont non seulement sa densité énergétique, mais aussi l’absence d’effet mémoire comme avec les batteries Ni-Cd ou Ni-Mh, son autodécharge faible ou encore la faiblesse des courants de charge-décharge.
Des batteries plus sûres et encore plus endurantes à l’étude
Ces batteries ne sont cependant pas dépourvues de défaut puisqu’elles peuvent prendre feu, voire exploser dans certaines conditions. On se souvient des déboires du terminal Galaxy Note 7 de Samsung, dont certains exemplaires avaient explosé à la suite de la surchauffe de batteries défectueuses. D’autres soucis ont eu lieu dans des batteries présentes dans des avions de ligne (Boeing) ou dans des automobiles.
En dépit de ces limites, les batteries li-ion font plus que jamais partie de notre quotidien et se déclinent aussi bien dans les montres connectées que dans les voitures électriques. Si elles ont conquis le monde, il n’est cependant pas interdit qu’elles laissent un jour la place à d’autres types d’accumulateurs. Bien qu’âgé de 97 ans, l’un des corécipiendaires de ce prix Nobel, John B. Goodenough, travaille toujours en ce sens. Son équipe et lui ont publié en 2017 des travaux portant sur une batterie solide plus sûre et qui pourrait stocker jusqu’à trois fois plus d’énergie à volume égal.
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