Une batterie d'un tout nouveau genre, dont la formule électrochimique fait réagir un carbone fluoré avec du lithium (Li/CFx), permettrait aussi de fabriquer des batteries plus sûres. La semaine dernière, des chercheurs de l'Oak Ridge National Laboratory (Tennessee), une entité du Département de l'énergie américain, ont publié les résultats d'un test effectué sur un prototype dans le Journal of the American Chemical Society. « Les batteries CFx, dont la taille ne dépasserait pas celle d'une pièce de monnaie, pourraient alimenter des appareils de fitness basse consommation ou des dispositifs portables », a déclaré Chengdu Liang, chercheur et auteur principal de cette communication. « La batterie est à usage unique et ne pourra pas être rechargée », a ajouté le chercheur de l'ONRL.

En général, les dispositifs portables transmettent des données courtes et rapides et ne consomment pas beaucoup d'énergie, ce qui peut permettre une certaine longévité des batteries CFx. « Elles seraient parfaites pour alimenter des capteurs ou des stimulateurs cardiaques par exemple, difficiles à recharger ou à remplacer », a encore déclaré le chercheur. « Dans sa forme actuelle, le prototype n'est pas destiné à équiper des ordinateurs et des appareils mobiles. Ils consomment plus d'énergie que les capteurs et ont besoin d'être rechargés », a précisé Chengdu Liang. « Cette étude sert de preuve de concept pour la recherche, mais une entreprise privée est déjà intéressée par la commercialisation de cette batterie. Cela pourrait être possible dans quelques années selon le calendrier de mise sur le marché », a ajouté le chercheur.

Les batteries CFx équiperaient certains drones

Les batteries actuelles ne durent pas très longtemps et certaines sont même dangereuses. Récemment, les fabricants de PC Sony et Lenovo ont rapporté des cas de surchauffe de batteries au lithium-ion ayant provoqué des départs de feu sur des ordinateurs portables. Des recherches pour mettre au point de nouvelles batteries utilisant une technologie zinc-air et lithium-air sont en cours. Certaines piles alternatives, comme celles à base d'argent-zinc, sont considérées comme trop coûteuses. Les constructeurs automobiles travaillent aussi sur les piles à combustible.

La formule chimique utilisée par les batteries CFx n'est pas nouvelle. Il semble que des entreprises comme Contour Energy ont fourni des batteries de ce type à l'armée pour équiper les drones, les lunettes de vision nocturne et autres appareils électroniques. Ces batteries sont disponibles dans différentes tailles. Contour Energy n'a pas répondu aux demandes de nos confrères d'IDG News Services pour confirmer ces informations. Mais selon des recherches menées actuellement par l'armée américaine, la formule chimique CFx est réputée pour avoir « des capacités théoriques en énergie très élevées comparée à d'autres technologies de piles au lithium courantes ».

La pile est basée sur une ancienne théorie

Comme l'a confirmé le chercheur de l'ONRL, « la pile est basée sur une ancienne théorie, mais sa conception est nouvelle », affirmant encore : « C'est une grande avancée technologique ». Les chercheurs de l'ORNL ont utilisé une batterie CFx existante pour leur test, mais ils y ont ajouté un électrolyte solide pour augmenter sa capacité énergétique. Le principe des batteries actuelles au lithium-ion repose sur l'échange réversible d'ions lithium entre une cathode positive et une anode négative. Lors de la charge, les ions lithium se déplacent de la cathode vers l'anode pour le stockage. Lors de la décharge, les ions lithium vont de l'anode vers la cathode, et vers l'appareil à alimenter. La nouvelle batterie CFx est composée d'un électrolyte polyvalent de thiophosphate de lithium solide conducteur d'ions, qui peut également faire office de cathode. L'électrolyte peut transporter la charge et stocker les ions, ce qui contribue à augmenter la capacité énergétique de la batterie. « L'électrolyte dans le prototype de batterie CFx est solide, alors que les batteries classiques ont des électrolytes liquides », a expliqué Chengdu Liang. « L'électrolyte joue son rôle habituel, mais assure aussi une fonction de cathode. De plus, il est possible de stocker de l'énergie dans l'électrolyte ».

« Cet électrolyte à double fonction pourrait déboucher sur des batteries d'un nouveau genre. Celles-ci pourraient apparaître sur le marché dans quelques années », a ajouté le chercheur de l'ONRL. Mais Chengdu Liang n'a pas pu estimer le coût de fabrication de ces batteries. « À l'heure actuelle, il est difficile de dire comment pourrait se passer la production de masse et combien pourrait coûter chaque batterie. Mais, je sais que dans nos laboratoires nous avons besoin de beaucoup de matériel ». Cela fait plus de trois ans que les chercheurs de l'ONRL travaillent sur cette technologie et qu'ils testent de nouveaux matériaux d'électrolyte solide. L'Oak Ridge National Laboratory est basé à Oak Ridge, dans le Tennessee. Il est administré par l'Université du Tennessee UT-Battelle.