Comment des scientifiques ont doublé la durée de vie des smartphones, PC portables et voitures électriques

L’Union européenne et les consommateurs du monde entier sont de plus en plus soucieux de la durabilité de leurs appareils électroniques. Déjà, car on utilise bien plus longtemps qu’avant nos smartphones, plus encore avec l’essor de l’économie circulaire, il est devenu essentiel de prolonger la durée de vie des smartphones et de leurs batteries.

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Apple a récemment annoncé avoir doublé la durée de vie de la batterie de l’iPhone 15. Cela signifie qu’Apple a doublé le nombre de cycles de charge et de décharge tout en maintenant une capacité supérieure à 80 % de la capacité initiale de la batterie. Des scientifiques se sont également intéressés à ce sujet.

La chimie des batteries et l’optimisation de la charge

Les batteries lithium-ion, utilisées dans les smartphones, les ordinateurs portables et les véhicules électriques, sont des conteneurs d’énergie compacts. Cependant, leur capacité se dégrade progressivement à mesure que les électrolytes traversent la membrane qui sépare l’anode et la cathode.

Pour optimiser la durée de vie des batteries, il est essentiel de se pencher sur la chimie de la batterie, mais aussi et surtout sur la façon dont on charge une batterie : la vitesse de charge et la puissance d’entrée et de sortie.

Une découverte majeure au Centre Helmholtz de Berlin

Des scientifiques du Centre Helmholtz de Berlin ont récemment effectué des tests qui pourraient avoir un impact majeur sur tous nos appareils mobiles, mais aussi sur les voitures électriques, les vélos électriques et bien plus encore. On en parlait il y a seulement deux jours, mais les résultats de l’étude ne concernent pas que les voitures électriques.

En utilisant des accélérateurs de particules, ils ont examiné les anodes et les cathodes des batteries lithium-ion normales pendant la charge, se concentrant sur les processus de vieillissement au niveau moléculaire qui détériorent progressivement l’état général des batteries rechargeables à chaque processus de charge.

Grâce à la spectroscopie Raman et aux rayons X, ils ont pu détecter des molécules individuelles sur la base de la diffusion de la lumière et des rayons X. Les résultats de leurs recherches ont montré qu’en modifiant le protocole de charge, il était possible de réduire considérablement la détérioration à l’intérieur des batteries.

Un simple algorithme pour doubler la durée de vie d’une batterie

Les scientifiques ont découvert que la fréquence sélectionnée avait la plus grande influence sur la durée de vie de la batterie. En utilisant un courant rectangulaire haute fréquence, c’est-à-dire de courtes impulsions de courant (ou courant pulsé), ils ont pu doubler le nombre de cycles de charge jusqu’à ce que la capacité totale tombe à 80 % de la puissance de sortie.

Cette simple modification des processus de charge offre la possibilité d’utiliser la technologie de batterie existante, produite en grande quantité, pendant deux fois plus longtemps. Cela signifie que la batterie d’un ordinateur portable pourrait être utilisée durant peut-être 10 ans au lieu de quatre ou cinq ans. De plus, cette technologie pourrait très probablement être transférée aux batteries des voitures électriques, augmentant ainsi significativement leur durée de vie.

Bref, un simple algorithme pourrait bien révolutionner la durabilité des batteries, permettant par conséquent de prolonger la vie de nos appareils électroniques et de réduire considérablement notre impact environnemental.

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