Les ingénieurs de l'Université de Tokyo sont continuellement à l'avant-garde de nouvelles façons d'améliorer la technologie des batteries. Le professeur Atsuo Yamada et son équipe ont récemment développé un matériau qui permet de prolonger considérablement la durée de vie des batteries et de leur offrir des capacités plus élevées, également.

Des smartphones aux stimulateurs cardiaques et aux voitures, les batteries alimentent une grande partie de notre monde et leur importance ne cesse de croître. Il y a deux aspects particuliers des batteries qui, selon beaucoup, doivent être améliorés pour répondre à nos besoins futurs. Il s'agit de la longévité de la batterie et également de sa capacité, c'est-à-dire la quantité de charge qu'elle peut stocker.

Il est probable que vos appareils utilisent un type de batterie appelé batterie lithium-ion. Mais un autre type à base de sodium plutôt que de lithium pourrait bientôt devenir monnaie courante. Les deux types de batterie peuvent stocker et fournir une grande quantité de charge, grâce à la façon dont les matériaux constitutifs font passer les électrons. Mais dans les batteries au lithium comme dans les batteries au sodium, des cycles répétés de charge et d'utilisation peuvent réduire considérablement la capacité de stockage au fil du temps.

À l'intérieur d'une batterie typique, il y a des couches de matériau métallique. Au fur et à mesure que les batteries se chargent et se déchargent, ces couches se dégradent et développent des fissures ou des écailles, appelées défauts d'empilement, qui réduisent la capacité des batteries à stocker et à fournir une charge. Ces défauts d'empilement se produisent parce que le matériau est maintenu ensemble par une force faible appelée force de Van der Waals, qui est facilement submergé par la contrainte exercée sur les matériaux pendant le chargement et l'utilisation.

Yamada et ses collègues ont démontré que si la batterie est fabriquée avec un matériau modèle, l'oxyde à couches redox d'oxygène (Na 2 RuO 3 )—alors quelque chose de remarquable se produit. Non seulement la dégradation des cycles de charge et de décharge diminue, mais les couches s'auto-réparent en fait. C'est parce que le matériau que les chercheurs ont démontré est maintenu en place par une force appelée attraction coulombienne, qui est bien plus forte que la force de Van der Waals.

« Cela signifie que les batteries pourraient avoir une durée de vie beaucoup plus longue, mais aussi ils pourraient être poussés au-delà des niveaux qui les endommagent actuellement, " a déclaré Yamada. " L'augmentation de la densité énergétique des batteries est d'une importance primordiale pour réaliser le transport électrifié. "