Des chercheurs de The University of Texas at Austin, Northeastern University, Stanford University et Argonne National Laboratory ont identifié un mécanisme qui explique pourquoi les batteries rechargeables perdent en performance. Ils montrent que chaque cycle de charge et de décharge fait gonfler et se contracter la cellule, un phénomène qu'ils comparent à une respiration. Ce mouvement répété cause des changements de forme des composants et génère des contraintes, un processus qualifié de « dégradation chimiomécanique ».
Les équipes ont observé des « cascades de contrainte » : une contrainte s'accumule dans une zone d'une électrode puis se propage aux régions voisines. Les centaines de milliers de particules à l'intérieur d'une électrode ne se déplacent pas toutes de la même façon, ce qui crée des zones locales qui finissent par se fissurer. Yijin Liu a expliqué que « à chaque ‘respiration’ de la batterie, il y a un certain degré d’irréversibilité. Cet effet s’accumule avec le temps, finissant par provoquer la défaillance de la cellule. »
Pour observer ces effets en temps réel, l'équipe a utilisé des techniques d'imagerie avancées comme la microscopie par transmission par rayons X en operando (TXM) et la laminographie 3D par rayons X. Les observations ont d'abord porté sur un appareil étudié pour un autre projet : des écouteurs commerciaux.
Mots difficiles
- mécanisme — façon dont quelque chose fonctionne
- cycle — suite d'étapes qui se répète régulièrement
- contrainte — force ou pression qui agit sur un matériaucontraintes
- dégradation — altération progressive de la qualité ou performance
- fissurer — ouvrir une ou plusieurs petites fissuresse fissurer
- irréversibilité — impossibilité de revenir à l'état précédent
- imagerie — techniques pour obtenir des images internes
Astuce : survolez, mettez le focus ou touchez les mots en surbrillance dans l’article pour voir des définitions rapides pendant que vous lisez ou écoutez.
Questions de discussion
- Comment, selon vous, les constructeurs pourraient-ils réduire la dégradation des batteries dans les appareils quotidiens ?
- Avez-vous déjà remarqué qu'une batterie gonflait ou perdait rapidement sa capacité ? Que faisiez-vous ensuite ?
- Pensez-vous que l'utilisation d'écouteurs commerciaux pour cette étude était utile ? Pourquoi ?
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