Les batteries au sodium résistantes au feu concilient sécurité, coût et performance

La recherche incessante pour des solutions énergétiques plus sûres et plus durables a conduit à une découverte significative dans le domaine des batteries. Cet article explore une innovation majeure qui pourrait bien changer la donne pour les technologies de stockage d’énergie.

Des chercheurs de l’Université du Texas à Austin ont développé une batterie au sodium qui non seulement réduit considérablement les risques d’incendie associés à cette technologie, mais repose également sur des matériaux bon marché et abondants. Bien que les incendies de batteries soient rares, l’augmentation de l’utilisation des batteries signifie que ces incidents sont en hausse.

Le secret d’une batterie plus sûre

Le composant clé de cette innovation réside dans l’utilisation d’un diluant solide à base de sel dans l’électrolyte, facilitant le cycle de charge-décharge. Un type spécifique de sel, le nitrate de sodium, a permis aux chercheurs d’utiliser un seul solvant non inflammable dans l’électrolyte, stabilisant ainsi la batterie dans son ensemble.

« Les batteries prennent feu parce que les solvants liquides dans l’électrolyte ne s’entendent pas avec d’autres parties de la batterie », a précisé Arumugam Manthiram, professeur à la Cockrell School of Engineering et chercheur principal du projet. « Nous avons réduit ce risque de l’équation pour créer une batterie plus sûre et plus stable. »

Une alternative économique aux batteries au lithium-ion

En plus de l’amélioration de la sécurité, cette nouvelle batterie à base de sodium représente une alternative moins coûteuse aux batteries au lithium-ion qui alimentent les smartphones, les ordinateurs portables, les voitures électriques et plus encore. Elle affiche également de solides performances, conservant 80 % de sa capacité après 500 cycles, égalant le standard des batteries au lithium-ion dans les smartphones.

L’extraction du lithium est coûteuse et a été critiquée pour ses impacts environnementaux. En comparaison, le sodium, disponible dans l’océan, est moins cher et plus respectueux de l’environnement. Cette batterie est également exempte de cobalt, ainsi que de lithium, les autres composants étant constitués de 40 % de fer, 30 % de manganèse et 30 % de nickel.

Les chercheurs indiquent que bien que cette technique ait été appliquée à une batterie au sodium, elle pourrait également se traduire par des cellules basées sur le lithium-ion, bien que avec des matériaux différents.

Cette innovation représente non seulement un pas en avant vers des solutions de stockage d’énergie plus sûres et plus accessibles, mais ouvre également la voie à des recherches futures pouvant mener à des améliorations significatives dans la durabilité et l’efficacité des batteries.

Article : « Tuning the solvation structure with salts for stable sodium-metal batteries » – DOI: s41560-024-01469-y.epdf

Légende illustration : Arumugam Manthiram, professeur de génie mécanique, s’entretient avec des étudiants dans son laboratoire de batteries situé dans le bâtiment Gary L. Thomas de l’université du Texas à Austin.