L’intérieur d’une batterie Li-ion à la loupe

Une équipe de chercheurs de l’Institut [japonais] de Recherches Pluridisciplinaires en Science des Matériaux de l’Université du Tohoku a réussi à obtenir une image de l’intérieur d’une pile au lithium à l’aide d’un scanner IRM (Imagerie par Résonance Magnétique), ce qui constitue une première mondiale. L’équipe est dirigée par le professeur Kawamura Jun’ichi et M. Iwai Yoshiki, sous l’égide de la NEDO [1].

L’étude a été menée pour comprendre les mécanismes de la dégradation de l’électrolyte et de la déterioration des piles. Normalement, une pile contient de nombreuses parties métalliques (coque externe, électrodes…) qui empêchent la propagation des ondes électromagnétiques émises par le scanner IRM, rendant impossible l’observation de sa partie interne.

Les chercheurs ont donc constitué une pile en utilisant du verre et des polymères, et en réorganisant les composants métalliques internes. La résolution de l’image ainsi obtenue est de 32micro-m ; elle contient 16.000 pixels. Pour comparaison, dans le cas où les éléments que l’on cherche à déceler ne sont pas les ions lithium mais les protons (ce qui est le cas dans une analyse médicale classique), la résolution est de 16 micro-m ; l’image contient 65.000 pixels.

Grâce à cette technique, on peut observer la répartition des ions Li dans la pile, la décomposition de l’électrolyte au fil des charges et des décharges ainsi que l’apparition de gaz. Cela devrait permettre de mieux comprendre comment l’électrolyte et les électrodes se dégradent, mais aussi les phénomènes de surchauffe ou d’incendie qui surviennent en cas de mauvaise utilisation.

A l’avenir, l’équipe espère obtenir des films en trois dimensions décrivant les mouvements des ions et la dégradation de l’électrolyte.

[1] New Energy and Industrial Technology Development Organization ; agence gouvernementale de promotion de la recherche.

[BE Japon numéro 510 (17/07/2009) – Ambassade de France au Japon / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/60035.htm]

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